Незамерзайка состав и пропорции: Изготавливаем незамерзайку сами — журнал За рулем

Незамерзайка своими руками — состав. Как сделать хорошую омывайку для стёкол

Незамерзайка своими руками. Состав и онлайн калькулятор.
Как сделать правильную омывайку для авто в домашних условиях.

Посвящается драйверам, которых «незамерзайка -30» заколебала замерзать при минус 15°С.

Итак, с чего начать?
Для начала надо стать счастливым обладателем самого главного ингредиента — 5 литровой канистры спирта, бесцветного органического соединения с характерным запахом, содержащего гидроксильную группу ОН (в простонародье просто — «ОН»).

«ОН» может быть разный, лучше этиловый (этанол), хуже метиловый (метанол), ещё хуже, единственный доступный для производства на просторах нашей Родины — изопропиловый (изопропанол).

Предвижу кипеш по поводу метанола, поэтому поясню — утверждения о вреде здоровью от вдыхания его паров весьма преувеличены. Предельно допустимая концентрация (ПДК) метанола в воздухе не сильно отличается от этого же параметра для изопропанола, хотя и в десятки раз ниже, чем для этанола.
Не зря же в европейских и северо-американских странах, без устойчивых привычек к потреблению технических жидкостей внутрь организмов, стеклоомывающие жидкости на основе метилового спирта прекрасно уживаются с более дорогими этанольными аналогами.

А чем, собственно говоря, нам не угодила родная отчизна с её лучшим в мире здравоохранением, надувающим трудящимся мозги изопропиловым спиртом, как единственно возможным для безопасного вдыхания?

Причин к тому несколько:
1. Не особо ОН (изопропанол) безопасней метанола и гораздо опасней этанола.
2. Обладает наихудшими из всех спиртов моющими свойствами.
3. Имеет наибольшую температуру замерзания.
4. Отличается резким запахом, известным в народе, как «кошачья моча».
Поэтому, если Вы всё ж таки остановили свой выбор на приобретении изопропилового спирта, даже не смотрите в сторону технического изопропанола (ТИПСа) — только абсолютированный изопропиловый спирт (АИПС) во избежание букета ароматов из кошачьей мочи и абсолютно не важно на сколько удачных отдушек.

А теперь главный вопрос нашей программы: Сколько вешать в граммах?
Тут как нельзя нагляднее проявляется зависимость пропорций ингредиентов от закупленного химпродукта.
Для наглядности приведу таблицу зависимости температурного режима замерзания раствора от определённого уровня концентрации в спиртовом веществе воды.

Некоторые особо рьяные производители стеклоомывающих жидкостей добавляют в состав своих изделий этиленгликоль, или его менее токсичный аналог — пропиленгликоль.
Делают это они из-за того, что в мороз из незамерзайки на стекле первым делом выпаривается спирт и остаётся вода. Причём эта вода тут же замерзает, становится непрозрачной, что в свою очередь вызывает чувство вполне объяснимого раздражения автолюбителя.

Для того, чтобы этого не происходило, нужно вещество, которое растворяется и в спирте и в воде и при этом понижает летучесть полученного раствора до приемлемого уровня. 5-10% этиленгликоля вполне сносно справляются с этой функцией.

Гнать в магазин химических реактивов за этим химпродуктом смысла особого нет, этиленгликоль является основным компонентом любых автомобильных антифризов и по идее, велика вероятность того, что бутылочка-канистрочка завалялась в домашнем хозяйстве.
Содержание этиленгликоля в теплоносителях составляет 50-60%, поэтому 10-15% готового к употреблению антифриза в составе жидкости для мытья стёкол выведут наше месиво на новую, недостижимую для простых бодяжников высоту.
Приведённые проценты приведены для растворов с температурой замерзания -30°C. При понижении температуры, этот % надо пропорционально увеличивать, при повышении — уменьшать.

Теперь, что касается поверхностно-активных веществ (ПАВ). Благодаря им незамерзайка удаляет любые загрязнения со стёкол несколько лучше, чем без них.
И поскольку мы определились, что искать промышленные компоненты — это не наш метод, то остановим свой выбор на средствах для мытья посуды.
Почему не на шампунях, не жидких мылах, или стиральных порошках?
А потому, что состав жидкостей для мытья посуды подобран таким образом, чтобы не оставлять разводов на стекле — вот почему.
Несколько добрых капель такого средства на 5 литровую бадью — будет вполне достаточным количеством для получения устойчивого положительного результата. По количеству — примерно так же, как помыть сильно жирную сковородку. Не владеете информацией? Бегом за консультацией к подруге или жене!

Далее — отдушки.
Если это метанольная композиция, по поводу отдушек можно не сильно заморачиваться — раздражающие запахи бесить не будут.
Если этанольная — то на любителя. Алкогольный шлейф внутри салона не каждому по вкусу.
Неотдушенный аромат изопропилового спирта вызовет острое желание высунуться в оконный проем транспортного средства, нешуточно рискуя при этом удариться башкой о придорожный знак.

При этом, решительно не пытайтесь влить в полученную смесь завалявшийся в закромах квартиры невостребованный парфюм. Только испортите любовно сделанный качественный продукт!
Обратите лучше внимание на синтетические ароматизаторы для домашнего мыловарения, а ещё лучше на натуральные эфирные масла, продающиеся в интернет магазинах и аптеках.
Тут важно не переборщить с количеством, потому капать надо понемногу.

И в завершении приведу удобную таблицу для расчёта состава незамерзайки, исходя из размеров баклажки для замешивания.

Незамерзающая жидкость для системы отопления частного дома: свойства и характеристики

Автор Евгений Апрелев На чтение 5 мин Просмотров 2.2к. Обновлено 25.05.2017

В подавляющем большинстве автономных систем отопления (СО) частных домов в качестве теплоносителя используется обычная вода, которая обладает достаточной теплоемкостью, оптимальной для циркуляции плотностью и низкой стоимостью. Но в определенных условиях ее использование затруднительно или невозможно. Поэтому домовладельцы применяют различные незамерзающие жидкости для системы отопления частного дома. О видах антифризов, достоинствах и недостатках и самостоятельном изготовлении «незамерзайки» для отопительной системы дома и пойдет речь в данной публикации.

Назначение и состав антифриза

Основной причиной использования незамерзающей жидкости в системах отопления является возможность воздействия на теплоноситель отрицательных температур. Кроме этого, использование воды отопительном контуре, выполненном из металлических труб, рано или поздно приводит к образованию накипи и коррозии последних.

Любая незамерзающая жидкость для системы отопления состоит из:

• Основы. Все антифризы имеют водную или спиртовую основу.
• Активного компонента, назначение которого – это снижение порога кристаллизации воды.
• Присадок, которые отвечают за придание составу необходимых свойств и эксплуатационных характеристик.
• Ингибиторов, которые снижают коррозийные воздействия состава на материалы СО.

В качестве основного компонента большинства антифризов, присутствующих сегодня на отечественном рынке, можно выделить:

• Пропиленгликоль. В состав входят: дистиллированная вода 50 %; основной компонент 46%; присадки и ингибиторы 4%. Может применяться как в открытых, так и в закрытых  высокотемпературных СО с твердотопливным котельным оборудованием.

• Этиленгликоль. Данный антифриз в систему отопления дома имеет состав: вода 31%; основной компонент 63%; присадки и ингибиторы 6%.

  Важно! В связи с высокой токсичностью (в парообразном состоянии), этиленгликоль разрешен к применению только в закрытых СО.

• Глицерин. «Незамерзайка» на основе глицерина не опасна для здоровья человека, пожаробезопасная и может применяться в любых СО. Технические характеристики глицериновых составов существенно ниже, чем у гликолевых.

  Важно! Составы незамерзающих гликолевых и глицериновых теплоносителей для СО известны, но делать их своими руками достаточно сложно из-за проблем с правильной дозировкой и подбором необходимых присадок. Несоблюдение пропорций и технологии производства ведет за собой повышение вспенивания при нагреве «незамерзайки» и уменьшения теплоотдачи самодельного теплоносителя.

Особенности использования незамерзающих жидкостей

Гликолевые антифризы для системы отопления загородного дома – наиболее распространены на отечественном рынке. Перед заливкой готовой смеси в СО дома следует учесть некоторые моменты, а именно:

1. Все водно-гликолевые составы обладают большей (чем вода) тягучестью. Для компенсации увеличившегося гидравлического сопротивления необходимо применить более мощное насосное оборудование или заставить насос вращаться быстрее.
2. Специалисты отмечают, что у глицериновых и гликолевых «незамерзаек» значительно больший коэффициент расширения при нагреве. Если вы решились на переход с воды на антифриз, то следует предусмотреть расширительную емкость большего объема.
3. Все гликолевые и глицериновые антифризы имеют меньшую теплоемкость. Другими словами, они на 15-20% доносят тепла к приборам отопления. Если вы хотите, чтобы эффективность отопительной системы при переходе на «незамерзайку» не снизилась, то следует предусмотреть радиаторы большей мощности.

Совет: Есть вариант, который не требует увеличения мощности батарей: необходимо увеличить скорость движения теплоносителя в контуре.

Ограничение применения незамерзающих жидкостей в системах теплоснабжения

В данной публикации не будут рассмотрены положительные стороны гликолевых антифризов. Об это прекрасно позаботились производители и маркетологи. На самом деле, далеко не все незамерзающие теплоносители подходят к определенному типу котельного оборудования. Неправильный подбор может привести к выходу из строя теплообменника теплогенератора.

Важно! Большинство моделей двухконтурных котлов отопления не могут работать с антифризами из-за возможного попадания теплоносителя (при аварийной ситуации) в систему ГВС дома.

1. Запрещено применение этиленгликоля в открытых СО.
2. Не рекомендуется применение гликолевых антифризов в СО с оцинкованным трубопроводом. При взаимодействии, защитный слой цинка разрушается, что может привести к выходу из строя участка отопительного контура.
3. Водно-гликолевые «незамерзайки» негативно влияют на резиновые уплотнения. Единственным вариантом избежать аварии, в такой ситуации, является замена резиновых прокладок на паронитовые.

Важно! Глицериновый антифриз, наряду с низкой стоимостью, имеет одно существенное преимущество – благоприятное воздействия на состояние уплотнительных резиновых прокладок.

Хорошая «незамерзайка» своими руками

Итак, что делать, если применять воду в качестве теплоносителя СО невозможно, а переходить на покупной антифриз нет технической возможности? Есть выход: самостоятельное изготовление незамерзающего теплоносителя, который по своим техническим и эксплуатационным характеристикам будет максимально приближен к воде, но не будет замерзать. Такую смесь сделать достаточно просто: нужно смешать дистиллированную воду с этиловым спиртом. Такая самодельная «незамерзайка» обладает следующими характеристиками:

• Вязкость и плотность чуть выше, чем у очищенной воды, но значительно ниже, чем у гликолевых антифризов.
• Текучесть водно-спиртового раствора намного ниже, чем у гликолевых и глицериновых теплоносителей.
• Спирт препятствует образованию коррозии. Становится возможным применение алюминиевых и стальных радиаторов отопления для дачи с антифризом из спирта и дистиллированной воды.
• Водно-спиртовой раствор не воздействует на резиновые уплотнения.
• Спирт в составе теплоносителя снижает образование накипи, который неизбежно появляется при использовании жесткой воды.
• Температура кипения водно-спиртового раствора приблизительно равна температуре кипения воды.

Чтобы изготовить спиртовую «незамерзайку», следует исходить из температурных характеристик состава. Пропорции следующие:

• 20% процентный раствор выдерживает температуру -10°С.
• 33% процентный спиртовой теплоноситель остается в жидком состоянии при -23°С.
• 40%  процентный раствор не замерзает при -29°С.

Совет: Для самостоятельного создания данного теплоносителя очень важно правильно рассчитать дозировку спирта (обычно 96%) и воды. Наиболее распространенный водно-спиртовой раствор имеет  в составе 33% спирта. Для расчета нужно 96/33= 2,9. Другими словами, на 1 литр 96% спирта нужно 2,9л. дистиллированной воды.

Состав незамерзающей жидкости для омывания стекол пропорции

Состав незамерзайки для авто и пропорции компонентов

Из чего состоит незамерзайка?

Спирты

Для предотвращения замерзания стёкол в зимнее время требуется понизить температуру кристаллизации воды. Простейшие алифатические спирты — рациональные вещества для решения подобной проблемы. Используются 3 вида одноатомных спиртов, как в смеси, так и в моно:

Не ядовит; кристаллизуется при температуре -114 °C. Применялся до 2006 года, однако в силу дороговизны и частых случаев применения внутрь в виде суррогатов был исключён из состава.

В отличие от этанола изопропиловый спирт дешевле, но обладает токсическим действием и запахом ацетона.

Отличается лучшими физико-химическими показателями. Однако сильно ядовит и запрещён к использованию в ряде стран.

Содержание технических спиртов в незамерзайке варьируется от 25 до 75%. С увеличением концентрации температура замерзания смеси снижается. Так, состав незамерзайки до -30°C мороза включает не менее 50% изопропилового спирта.

Детергенты

Следующая функция незамерзающей жидкости — удаление грязи и разводов. В качестве моющих компонентов применяют анионные ПАВ, которые действуют независимо от температуры. Также поверхностно-активные вещества улучшают смешение малорастворимых компонентов и спиртов с водой. Процентное содержание — до 1%.

Денатураты

Для борьбы с употреблением внутрь омывающих жидкостей вводят специальные добавки с неприятным запахом. Чаще добавляют пиридин, сложные эфиры фталевой кислоты или обычный керосин. Подобные соединения обладают отталкивающим ароматом и плохо разделяются в спиртовых смесях. Доля денатурирующих добавок — 0,1–0,5%.

Стабилизаторы

В целях сохранения эксплуатационных свойств в незамерзайку добавляют токсичный этиленгликоль либо безвредный пропиленгликоль. Подобные соединения повышают растворимость органических компонентов, продлевают срок использования, а также сохраняют текучесть жидкости. Содержание — менее 5%.

Ароматизаторы

Для устранения «ацетонового» аромата в стеклоомывайках на основе изопропанола используются отдушки — ароматические вещества с приятным запахом. Компонентная доля — около 0,5%.

Красители

Окраска выполняет декоративную функцию, а также указывает на процентное содержание спирта. Обычно встречаются незамерзайки с голубоватым оттенком, что соответствует 25-процентной концентрации изопропанола. Избыток красителя приводит к образованию осадка. Поэтому его содержание не должно превышать 0,001%.

Вода

Применяется деионизированная вода без каких-либо примесей. Водный дистиллят выполняет роль теплоносителя, растворителя, а также отводит загрязняющие вещества вместе с поверхностно-активным веществами. Процент воды составляет 20–70% в зависимости от спиртовой доли.

Состав незамерзайки по ГОСТу

В настоящее время в России не существует регламентированных документов по составу и изготовлению стеклоомывающих жидкостей. Однако к отдельным компонентам предъявляются нормативные требования в соответствии с безопасностью и эффективностью применения. Примерный состав зимней жидкости для омывателя стёкол со знаком соответствия РСТ по межгосударственному стандарту (ГОСТ):

• вода диминерализированная: не менее 30%;
• изопропанол: более 30%;
• ПАВ: до 5%;
• стабилизатор пропиленгликоль: 5%;
• водо-грязеотталкивающий компонент: 1%;
• буферный агент: 1%;
• ароматизаторы: 5%;
• красители: 5%.

Нормативные требования по составу

Сертификация товара учитывает степень токсичности и эксплуатационные качества средства. Так, стеклоомывайки должны эффективно справляться с загрязнениями зимой, не образовывать разводов, пятен, которые ограничивают обзор водителю. Компоненты в составе должны быть индифферентными по отношению к стеклопластиковым и металлическим поверхностям. Токсичные соединения в составе незамерзайки заменяются безвредными аналогами: метанол — изопропанолом, ядовитый этиленгликоль — нейтральным пропиленгликолем.

Незамерзайка своими руками в домашних условиях

На чтение 6 мин. Просмотров 12.1k. Опубликовано 24.10.2018 Обновлено 03.04.2020

В зимнее время очистка лобового стекла проводится при помощи специальной незамерзающей жидкости. Она позволяет эффективно удалить загрязнения и сохраняет текучесть при отрицательных температурах. Сэкономить на этом пункте затрат получиться, приготовив незамерзайку своими руками. Для этого понадобиться несколько простых ингредиентов, а по стоимости полученный раствор существенно уступает качественной магазинной продукции.

Классический состав незамерзающей жидкости

Использование обычной воды для омывания стекол в морозы небезопасно, поэтому придуман специальный состав, сохраняющийся в жидком состоянии при отрицательной температуре.

Изначально для этих целей использовали спиртовые жидкости, а со времен перестройки на прилавках автомагазинов побывали многие вариации незамерзайки.

Компоненты состав, из чего сделана незамерзайка:

• Вода, выполняющая непосредственную функцию мойки стекол.
• Спирт, обычно изопропиловый или этиловый. Ранее его заменяли производными метанола, но сейчас доказана его небезопасность для здоровья человека и окружающей среды, поэтому официально этот компонент запрещен. В реальности можно встретить подделку на основе этого ингредиента, поэтому непроверенная продукция небезопасна.
• ПАВ или поверхностно – моющие вещества. Благодаря этому компоненту можно быстро и без дополнительного участия водителя удалить с поверхности лобового стекла жирные масляные разводы, пыль и прочие загрязнения.
• Этиленгликоль сохраняет раствор в жидком состоянии и препятствует образованию льда.
• Денатураты используются в жидкостях на основе этилового спирта. Подобная практика принята в целях избежание попыток приема жидкости внутрь. Это требование отечественных нормативов, в странах ЕС подобного нет.
• Ароматизаторы, цель которых — смыть возможный остаточный запах «химии» и презентовать продукцию с привлекательной стороны.
• Красители обеспечивают визуальную привлекательность состава, а также легкую идентификацию. Традиционно жидкость для омывателя имеет голубой оттенок. Покупка чересчур насыщенных составов может привести к окрашиванию капота, поэтому этот фактор также следует учитывать при покупке.

Несмотря на большой выбор покупных составов, вопрос, как сделать незамерзайку своими руками, актуален, как и во времена тотального дефицита.

Сомнительное первенство по фальсификации автомобильных расходников принадлежит именно жидкости для стекол, поэтому можно снизить возможный риск, приготовив состав самостоятельно.

Подобные составы не совершенны, но доступны и проверены годами.

Как сделать незамерзайку в домашних условиях

Рецептам приготовления жидкости для стеклоомывателя посвящены многие темы на форумах автолюбителей. Подобное решение не рекомендуется производителями авто, но в большинстве случаев правильно приготовленная незамерзайка способна заменить аналогичный купленный товар.

Выделив основные рецепты приготовления, можно ориентироваться на приведенную информацию. Автолюбители делают незамерзайку быстро своими руками.

Незамерзайка своими руками из спирта

Подобный рецепт можно смело считать «классическим», ведь он использовался еще в те времена, когда о специальной жидкости для бачка омывателя многие владельцы авто даже не слышали. Приготовить его просто, достаточно смешать медицинский спирт с предварительно очищенной водой (в идеале — дистиллированной). Пропорции напрямую зависят от «крепости» спирта.

Как проводится смешивание:

• Спирт 97% берется из расчета 650 мл на 3 литра воды.
• Спирта 70% концентрации необходимо взять больше — 750 мл на 3 л.воды.

Моющие способности и устранение запаха обеспечиваются добавлением в приготовленный раствор горсти стирального порошка. Перед заливкой в бачок смесь хорошо перемешать до полного растворения крупинок. Самодельная антизамерзайка готова!

Незамерзайка из водки

Многие автолюбители практикуют использовать для очистки стекла недорогую водку. Этиловый спирт, содержащийся в ней, не замерзает на морозе и отлично выполняет свою функцию. Подобный рецепт чреват дополнительными трудностями: стойким запахом перегара в салоне и повреждениями резиновых уплотнителей при непосредственном контакте с жидкостью. Избежать подобного можно, используя менее концентрированные составы и дополнительную ароматизацию. В подобных смесях часто используют и антифриз. Его добавляют из расчета 1 см³ на каждый градус ниже нуля. На пять литров готового раствора это будет 300 мл антифриза. Подобная смесь используется при температуре окружающего воздуха до -20 градусов.

Незамерзайка из средства для мытья стекол

Неплохой вариант незамерзающей жидкости получиться из обычного средства для стекол. Необходимо выбрать качественный раствор на основе спирта. Что остается сделать, так это смешать его в пропорциях 1:2 с водой. На 1 литр незамерзайки надо смешать 1 часть средства и две воды.

Незамерзайка из фейри

Простой и дешевый вариант получается из моющего средства для посуды. Для этого необходимо взять на 5 литров воды всего 1,5 столовых ложек концентрированного средства. Качество готового раствора напрямую зависит от выбранного бренда. Также важно не использовать подобные составы при температуре за окном ниже 10 градусов мороза. Чтобы жидкость и впрямь не замерзала при пониженной температуре, в состав необходимо добавить спирт.

Важный нюанс: испытать «стойкость» незамерзайки можно в домашних условиях. Для этого часть жидкости можно вынести на балкон и проверить ночное понижение температуры. Хороший раствор не должен замерзнуть или дать осадок. Если это произошло, использовать подобные смеси небезопасно для вашего авто.

Незамерзающая жидкость из изопропилового спирта

При наличии изопропилового спирта можно приготовить практически «брендовую» незамерзайку. Она будет состоять из спирта, воды и моющего средства. Традиционно спирт с водой разбавляют в соотношении 1:1, а моющее средство добавляется и разводят из расчета 1 – 2 ст.л на 3 литра полученной смеси. Полученный раствор используется при температуре до -20 градусов. Применение жидкости, выдерживающей куда более серьезные морозы, требует увеличения процентного соотношения спирта.

Инструкция по изготовлению

Бюджетный вариант незамерзайки включает в состав чистую воду (желательно отфильтрованную), моющую жидкость для посуды, спирт, жидкое мыло и средство для окон.

От качества исходных ингредиентов напрямую зависят моющие способности и стойкость к отрицательным температурам полученного состава, поэтому не стоит экономить на этом пункте.

Пропорции состава будут следующие:

• три литра воды;
• 0,5 литра спирта;
• 2 ч.л средства для мытья окон;
• 1 ч.л жидкого мыла;
• 1 ч.л средства для мытья посуды.

Для приготовления незамерзайки достаточно смешать все ингредиенты вместе. Перед применением непосредственно для авто, стоит испытать состав, оставив на ночь на морозе или в холодильной камере. Если с полученной смесью на утро ничего критичного не сталось: жидкость в составе не замерзла, на дне не выпал осадок, ее смело можно использовать.

Видео рецепты незамерзающей жидкости (для себя или продажи):

Наглядный процесс приготовления раствора для стеклоомывателя авто представлен на видео.

Незамерзайка своими руками: фото, как сделать, состав

В осенне-зимний период погодные условия резко меняются, на улице холодает и выпадает снег. Использовать летний вариант жидкости для омывателя стекол уже нельзя, если она замерзнет, то может повредить всю систему. В большинстве случаев водители стараются покупать незамерзайку в автомобильных магазинах. Однако такая жидкость может иметь низкое качество, поэтому лучше сделать ее самостоятельно.

Из чего состоит магазинная жидкость для омывателя

Как правило, в магазинах можно найти несколько категорий омывайки:

• Готовая смесь – такая жидкость будет отличаться не только предельной температурой использования, но и цветом, запахом. Можно встретить составы, которые выдерживают температуру от 10 до 40 градусов мороза.
• Концентрат – стоит на порядок дороже, но его можно разбавлять в определенных пропорциях очищенной водой. Так каждый автолюбитель может сам смешивать состав с водой и делать незамерзайку для любых погодных условий.

В целом состав всех жидкостей примерно одинаковый:

• Спиртовая основа – в таких жидкостях могут использовать как этиловый, так и изопропиловый спирт. Некоторые производители стараются не добавлять спирт, так как он влияет на запах готового продукта.
• Дистиллированная вода – служит основой для состава.
• Активные добавки.
• Этиленгликоль – позволяет готовому составу оставаться в состоянии жидкости даже при критических температурах.

Кроме того, в составе каждой незамерзайки имеются красители, которые позволяют создавать разный окрас. Также производители добавляют различные ароматизаторы, скрывающие неприятный запах спиртовой основы.

На заметку! В дешевых незамерзайках используют некачественные пищевые красители, которые могут забивать сеточку насоса омывателя. При постоянном использовании такого состава насос быстро выходит из строя. Иногда достаточно одной зимы, чтобы система пришла в негодность.

Незамерзайка своими руками

Ассортимент современных жидкостей для стекол просто огромен. Причем можно купить 5-6 литровую канистру по хорошей цене. Но, как мы уже писали, дешевые составы могут не только неприятно пахнуть, но и негативно влиять на работу системы. Поэтому многие автовладельцы предпочитают самостоятельно делать незамерзайку.

Спирт и водка

Самую простую незамерзайку для зимней очистки стекол можно создать на основе «дедовского» способа. Для этого необходимо взять 3 л дистиллированной воды и примерно 600-650 мл 97%-го спирта. При меньшей крепости основы следует добавлять спирт по следующей схеме:

• 70%-й спирт (водка) 700-750 мл;
• 1,2 литра 40%-й водки.

Лучше всего использовать более чистый медицинский спирт, так как он меньше пахнет и лучше сохраняет характеристики при минусовой температуре. Спирт и воду необходимо смешать в подходящей посуде и добавить примерно 1-2 столовых ложки любого порошка для стирки (автомат). Состав необходимо хорошенько смешать, чтобы порошок полностью растворился.

Незамерзайка на основе жидкости для мытья стекол

Еще один неплохой состав можно сделать из обычного жидкого средства для мытья стекол. Необходимо взять 2 л чистой воды и добавить 1 л любого средства для мытья стекол. Подойдет только тот в вариант, где в составе есть любой спирт.

Более простой вариант незамерзайки можно приготовить с применением средства для мытья посуды. Необходимо взять 1-2 ложки моющего вещества и разбавить в 5 л воды. В этот состав заливается один флакон медицинского спирта. Такая жидкость подойдет для регионов с очень теплой зимой.

Для заморозков

Если осень застала врасплох, а жидкость купить не успели, на помощь придет обычный столовый уксус. Необходимо смешать 9%-й столовый уксус с очищенной водой (лучше брать дистиллированную воду) в одинаковых частях. При низкой температуре воздуха такой раствор не поможет, но с заморозками справится.

Идеальный состав на основе изопропилового спирта

Лучшими составами считаются жидкости, в которые входит изопропиловый спирт. Такая незмерзайка остается в жидком состоянии даже при 40 градусах мороза. Для приготовления состава необходимо взять примерно 5 л чистой воды и добавить 500 мл 90%-й спиртовой основы.

Выводы

Сделать зимнюю жидкость для омывателя стекол собственноручно очень просто. Вы будете точно понимать, какой состав заливаете в бачок. Главное – соблюдать указанные пропорции, и никакие морозы вам будут не страшны!

Незамерзайка своими руками для авто: как приготовить стеклоомывающую жидкость

Для очистки лобового стекла автомобиля от наледи, снега и грязи в холодное время года в систему стеклоомывателя заливается незамерзайка — специальная жидкость, сохраняющая свои физические и моющие свойства при температурах до -35С.

На современном рынке можно найти большое количество недорогих «незамерзаек». Как минимум 10-15% из них – подделка под продукцию известных брендов, которая не соответствует требуемым стандартам, не выдерживает температуры ниже -15С, некачественно очищает стекла и часто оставляет подтеки и масляные разводы на стекле.

Качественная же незамерзающая жидкость для стеклоочистителя обычно стоит достаточно дорого и расходуется быстро, чувствительно увеличивая расходы на обслуживание авто, которые в зимнее время и без того достаточно высоки.

Единственный выход из положения – изготавливать эффективную незамерзайку своими руками из недорогих подручных средств. Как это можно сделать, и какие компоненты необходимы для смешивания?

Обычные составы незамерзаек

Любая заводская незамерзайка для стеклоочистителя имеет в основе все ту же воду. Однако на морозе вода замерзает и может разорвать бачок, водоводы и форсунки. Поэтому в воду добавляются примеси (спирты), которые увеличивают морозоустойчивость жидкости и обладают эффективными очищающими свойствами.

Большинство современных незамерзающих жидкостей создается на основе смеси воды и одного из трех спиртов:

• Метилового – самая дешевая незамерзайка, которая почти не выпускается (только контрафакт) из-за токсичности испарений метила для человека и целостности элементов и систем автомобиля. Обычно не имеет никакого запаха.
• Изопропилового – наиболее популярная, безопасная и недорогая смесь с легким запахом ароматизатора.
• Этилового – дорогая жидкость на основе этила с характерным «водочным» запахом.

Кроме того, в составе заводской незамерзайки могут присутствовать моющие вещества. Наиболее важными характеристиками жидкости являются температура замерзания, кинематическая вязкость (условия загустевания) и коэффициент поверхностного натяжения создаваемой смесью защитной пленки на стекле.

Поэтому, покупайте незамерзайку только известных брендов у проверенных продавцов, и при покупке всегда внимательно читайте этикетки и паспорт изделия! А если хотите сэкономить, изготавливайте незамерзающую жидкость для стеклоочистителя своими руками – это несложно и недорого.

Как приготовить незамерзайку

Заняться производством низкотемпературного стеклоочистителя для автомобиля имеет смысл, если вам приходится постоянно эксплуатировать машину в суровом зимнем климате. Собственное производство жидкости позволит прилично сэкономить на покупке заводской качественной незамерзайки и гарантированно получить смесь, которая не замерзнет «вдруг» и даст хороший очистительный эффект.

Существует несколько нетрудозатратных и экономически недорогих способов приготовления жидкости для стеклоочистителя:

С этиловым спиртом/водкой

В идеале, конечно, лучше использовать недорогой изопропиловый спирт, но он не всегда есть под рукой. Вместо него можно смешать воду со спиртом или водкой. Для этого достаточно добавить в пятилитровую бутыль с водой три стакана медицинского или питьевого спирта. Если он уже разбавлен до 70% — можно добавить 4 стакан и засыпать одну столовую ложку обычного порошка для стирки. Имейте в виду: чем меньше плотность спирта, тем больше должна быть его доля в воде, чтобы смесь не загустевала и не замерзала в -25С.

С уксусом

Уксус также не дает стеклоочистной жидкости замерзать при температурах до -10С. Для приготовления смеси необходимо добавить в воду уксусную кислоту в пропорции 1:1. При сильных морозах уксусную кислоту лучше не использовать или следует добавить в жидкость еще стакан уксуса. Главная проблема в резком запахе – чем выше содержание уксуса в воде, тем сильнее он будет чувствоваться в салоне.  

Незамерзайки на основе бытовых чистящих средств

Если уксус и спирт отсутствуют под руками, или вы опасаетесь неприятных запахов в салоне, можно попробовать стеклоочистители на основе бытовой химии с минимальными ароматическими свойствами.

Со средством для мытья окон

Смесь можно приготовить на основе обыкновенного недорогого очистителя для окон Главное, чтобы он был на спиртовой основе. Для приготовления одного литра незамерзайки необходимо добавить 0.5 литра средства для мытья окон (то есть, пропорция 2:1).

Со средством для мытья посуды

Средство для мытья посуды следует выбирать только концентрированное, с приятным запахом и гарантированными чистящими свойствами. Перед смешиванием с водой следует выставить емкость со средством на мороз и убедиться, что оно не загустевает и не замерзает.

Чтобы получить 5 литров стеклоомывателя-незамерзайки, в воду следует добавить всего 1-1.5-2 столовых ложки чистящего средства, тщательно его размешать и растворить.

На основе аммиака

Аммиак в смеси с водой также существенно снижает температуру замерзания жидкости. Добавлять его в воду следует в пропорции 1:3 и тщательно перемешать до полного растворения. Перемешивать следует осторожно, чтобы не образовывалась пена.

Эта смесь хороша тем, что ее можно адаптировать к усиливающемуся морозу: в жидкость нужно просто добавить полстакана уксуса на литр, а резкий запах можно забить ароматизаторами.

Что важно помнить?

При изготовлении всех вышеперечисленных вариантов незамерзающих жидкостей следует соблюдать некоторые общие правила:

• Можно использовать только дистиллированную или питьевую воду из емкостей – она лишена водопроводных примесей и хлора, которые могут изменить физические и химические свойства жидкости.
• Любой вариант смеси следует изготовить сначала в небольшом количестве и опробовать ее функциональность, чистящие свойства, температуру замерзания, наличие неприятного запаха, а также моющий эффект и отсутствие разводов и пятен на стекле после высыхания стеклоочистителя.
• Заливать полный бачок «домашней» незамерзайки не следует. Лучше сначала добавлять ее небольшими порциями в заводской стеклоочиститель, постепенно доливая и заменяя его. Так вы сможете понаблюдать за тем, как ведет себя жидкость и насколько она эффективна.
• Смеси лучше готовить на свежем воздухе, а готовые незамерзайки не следует держать в закрытых жилых помещениях.
• Если на морозе жидкость начнет густеть, ее можно разбавить уксусом или небольшим количеством спирта.

В заключении следует отметить, что зимняя стеклоомывающая жидкость на основе незамерзающих присадок способна сохранять свою текучесть, быстро топить наледь и очищать лобовое стекло от грязи при температурах до -35С.

Однако «фирменная» незамерзайка известных брендов стоит немало, а в зимний период года расходуется быстро. Чтобы сэкономить на частой покупке незамерзающего стеклоочистителя, вы можете изготавливать такую жидкость своими силами из подручных средств – спирта (водки), уксуса, моющих средств для окон или посуды, аммиака в смесях с водой в разных пропорциях.

Предложенные рецепты таких незамерзающих смесей изобретены давно и доказали свою надежность, эффективность и действенность. Главное использовать чистую воду, добавлять в нее компоненты в точных пропорциях, и проверять морозостойкость, чистящие свойства и безопасность для человека до того, как она будет залита в бачок стеклоомывателя.

лучшие рецепты изготовления с использованием моющих средств и спиртов

Из доступных компонентов и по простым способам можно сделать незамерзайку своими руками в домашних условиях. Для самостоятельного изготовления потребуется подготовить состав, приближенный к жидкостям от ведущих производителей. Вам понадобится следовать пошаговой рецептуре, соблюдать пропорции и подобрать объемную емкость для смешивания.

Приготовление незамерзающей жидкости

Чистота лобового и боковых стекол, зеркал – важная составляющая безопасного вождения. Видимость на дороге и ориентирование в дорожной ситуации зависит от прозрачности стеклянных элементов автомобиля. Использование заводских жидкостей не исключает образование ледяного нароста из-за попадания на стекла антигололедных реагентов.

Стеклоомывающая жидкость для зимнего использования необходима для безопасного и комфортного вождения. Нанесение незамерзающей жидкости на стекла исключит обледенение, образование конденсата в результате разности температур.

Заводские жидкости имеют стандартный состав. Они изготовлены из спирта с добавлением:

• поверхностно-активных веществ;
• отдушки;
• дистиллированной воды;
• замедлителей коррозии;
• красящего пигмента.

Пропорции каждого компонента зависят от температурного режима, для которого изготавливают незамерзающий стеклоомыватель.

Стандартный состав незамерзайки

Незамерзающая жидкость препятствует обледенению стекол при отрицательных температурах (до -30 градусов), исключает образование подтеков, бликования, обработка ею обеспечивает комфортные условия для вождения зимой.

Заводские составы изготавливают на основе спиртов:

• изопропилового. Изопропанол характеризуется резким запахом, способным обжечь слизистые носоглотки и органов зрения. Обработка с его использованием исключает ледяной нарост на стекле, эффективно очищает пыль, жирный налет;
• этилового. Безопасен для человека. Его используют в пищевой промышленности. Эффективен в борьбе с обледенением и жирными пятнами;
• метилового. Древесный спирт токсичен. Высокая концентрация компонента при попадании в дыхательные пути способна вызвать ожог, аллергические реакции, отравление. Хорошо отмывает грязь, препятствует образованию радужной пленки.

Используйте для заливки качественные стеклоомывающие составы, в производстве которых используется безопасный спиртовой компонент. Изготовление незамерзайки в домашних условиях позволит сделать нетоксичную жидкость, не оказывающую негативного воздействия на организм водителя и пассажиров.

В готовых составах используют спиртовые смеси – порядка 40% этилового спирта, 30% метанола, более 60% изопропилового спиртового раствора. Безопасные зимние стеклоомыватели на этаноле в продаже встречаются редко. Утвержденных стандартов по производству незамерзающих средств не существует. Поэтому рекомендуется самостоятельно сделать незамерзайку самому по простым рецептам приготовления. В зарубежных жидкостях преобладает неопасный метилкарбинол. Доля опасных веществ в иностранных омывайках не превышает 1%.

Большинство зимних жидких составов для исключения обледенения стекол производят на основе изопропанола. Чем ниже температура, при которой планируют использовать жидкость, тем больше компонента потребуется для производства стеклоомывателя.

Простые рецептуры незамерзайки

Незамерзающий раствор для авто целесообразно приготовить самостоятельно. Это связано не с поиском экономической выгоды, а ради сохранения здоровья. Большинство зимних стеклоомывателей имеют в своем составе высокую концентрацию токсичных компонентов. Самостоятельное изготовление жидкости позволит получить состав с нужными свойствами, безопасное для окружающих.

Для приготовления незамерзайки своими руками понадобится спирт. Этот компонент является основой стеклоомывающего средства для зимнего использования. Подбор главного ингредиента определит итоговую стоимость домашнего раствора для автомобильных стекол.

Изготовление незамерзающей жидкости своими руками потребует:

• расчета пропорций;
• тары большого объема;
• спецодежды;
• средств защиты органов дыхания, зрения, кожи.

Смешивание компонентов проводите в хорошо освещенном, проветриваемом помещении. Заранее рассчитайте количество ингредиентов, закупите составляющие смеси, приготовьте спецодежду.

На спирту

Главный модификатор незамерзающих растворов – это спиртсодержащий ингредиент. Чем больше спирта в смеси, тем лучше свойства незмерзайки. Используйте для самостоятельного приготовления жидкости этанол, диметилкарбонол или денатурат. Компоненты имеют разные характеристики по вязкости, запаху и температурному пределу замерзания. Наиболее эффективен против обледенения метанол.

Медицинский спирт дороже других спиртсодержащих ингредиентов и поможет справляться с появлением ледяной корки только до -20 градусов. Денатурат запрещен для свободной продажи. Поэтому готовьте домашний незамерзающий раствор из изопропанола, эффективный при температурном диапазоне до -30 градусов, по следующему алгоритму:

• в большую полипропиленовую емкость налейте 4 л дистиллированной или отфильтрованной воды;
• залейте в тару 4 л диметилкарбонола;
• добавьте 20 мл безхлорного средства для мытья посуды;
• аккуратно перемешайте жидкости;
• плотно закройте бутыль.

Регулируйте концентрацию изопропанола. Если в вашем регионе зимой столбик термометра не опускается ниже -15 градусов, уменьшите количество компонента в 2 раза.

Залейте готовый раствор против обледенения в соответствующий отсек. Проверьте жидкость в действии. Наблюдайте за чистотой стекла в процессе эксплуатации автомобиля.

Из стеклоомывателя

Бытовое средство для мытья домашних окон может стать основным компонентом в самостоятельном приготовлении незамерзающей жидкости для эксплуатации легковой машины зимой.

Следуйте алгоритму:

• возьмите 500 мл готового средства для стекол;
• смешайте с 1000 мл отфильтрованной или дистиллированной воды;
• перемешайте составы;
• закройте тару.

Готовый раствор содержит пенящиеся вещества, изопропанол, красящий пигмент и отдушки. В результате получается концентрат средства. Разведение водой уменьшит концентрацию ингредиентов, позволит безопасно использовать жидкость в автомобиле.

На водке

Незамерзайка из водки – бюджетный вариант против обледенения автомобильных стекол. Для приготовления возьмите любой по цене и качеству алкогольный 40-градусный напиток. Приготовление раствора позволит создать безопасные условия для вождения машины при температуре до -27 градусов.

Готовьте смесь по следующему рецепту:

• возьмите 0,25 л водки любой марки;
• добавьте 1 л отстоявшейся, отфильтрованной или дистиллированной воды;
• выдавите к компонентам сок 1 лимона;
• перемешайте ингредиенты.

Смесь обладает ярко выраженным спиртовым запахом. Будьте готовы к объяснению с инспекторами ДПС при необходимости.

На моющем средстве для посуды

Популярный способ приготовления незамерзайки из «Фэйри» позволит получить безопасное экономичное средство против обледенения автомобильных стекол. Недостатком рецепта является отсутствие данных об эффективности применения раствора при отрицательных температурах и параметров вязкости.

Для самостоятельного изготовления домашнего незамерзающего средства на основе геля для мытья посуды воспользуйтесь пошаговым алгоритмом:

• приготовьте пластиковую чистую бутыль для смешивания жидкостей;
• влейте в тару 60 мл жидкости для мытья посуды;
• добавьте 5000 мл отфильтрованной или дистиллированной воды;
• перемешайте компоненты.

Использование в народных рецептурах приготовления домашних незамерзаек дистиллированной воды исключит оседание солей и взвесей на деталях форсунок и внутренней поверхности насоса.

Практические наблюдения показали эффективность раствора при температурном режиме до -10 градусов. При более сильном морозе самодельная незамерзайка становится густой. Используйте самодельный состав из моющего средства для посуды только в случае острой необходимости. Вязкая жидкость и повышенное содержание поверхностно-активных веществ способны вывести насос подачи стеклоомывателя из строя.

Необычные рецептуры

Автовладельцы в целях получения эффективного незамерзающего раствора для автомобильных стекол используют разные сочетания ингредиентов. Ознакомьтесь с нестандартными методиками приготовления незамерзаек своими руками:

• на самогоне. Напиток крепостью от градусов смешайте с чистой водой в пропорциях 1:2. Состав эффективен при температуре до -25 градусов;
• на уксусе. Смешайте 500 мл уксуса 6% с 500 мл отфильтрованной воды, добавьте 100 мл геля для мытья посуды. Использует средство до -15 градусов;
• на стиральном порошке и медицинском спирте. 125 мл этанола крепостью 96% смешайте с 1500 мл дистиллированной воды, добавьте чайную ложку порошкового средства для стирки одежды. Раствор поможет бороться с обледенением стекла до -25 градусов;
• с эфирным маслом, изопропиловым спиртом, синькой. Возьмите изопропанол 500 мл, добавьте отфильтрованную воду 500 мл, налейте гель для мытья посуды 10 мл, киньте 40 г синьки, влейте антифриз и капните 1-2 капли масляной жидкости. Средство поможет против промерзания стекол при температуре до -30 градусов.

Народные рецепты, в составе которых не преобладает спиртосодержащий компонент, могут привести к поломке насосного механизма из-за оседания солей, частичек ПАВ внутри системы. Периодически промывайте стеклоочистительные каналы готовыми магазинными средствами.

Полезные советы

Самостоятельное изготовление незамерзающих растворов требует осторожного обращения с ингредиентами и соблюдения пропорций. Воспользуйтесь рекомендациями по работе с растворами в домашних условиях:

• смешивайте компоненты на удалении от пищевых продуктов, детей, растений, домашних животных;
• готовьте средство при открытых окнах;
• на глаза наденьте защитные очки, на нос и рот повязку;
• избегайте вдыхания паров ингредиентов;
• не допускайте разбрызгивания и протекания смесей;
• используйте для конечного продукта герметичную тару с плотно закручивающейся крышкой;
• готовьте не более 5 л раствора;
• храните самодельную незамерзайку в темном прохладном месте;
• исключите курение во время изготовления смеси;
• чтобы уменьшить испарение спирта, добавьте антифриз;
• при первых признаках недомогания прекратите смешивание или эксплуатацию автомобиля;
• при раздражении слизистой носа или глаз, неприятном запахе в салоне авто промойте систему стеклоомывателя дистиллированной водой и готовыми средствами для автомобильных стекол;
• тестируйте полученный раствор на коротких маршрутах;
• используйте в качестве отдушки эфирные масла с ненавязчивыми запахами. Цитрусовые и фруктовые запахи могут спровоцировать головную боль.

После заправки самодельной незамерзайки включите дворники. Дождитесь, пока щетки сделают по 4 круга. Высохшее стекло должно быть чистым, без потеков и радужных разводов.

Следование простым алгоритмам и смешивание доступных ингредиентов позволит легко сделать незамерзайку своими руками в домашних условиях. С помощью приготовления самодельного зимнего стеклоомывателя можно добиться нужных характеристик по замерзанию, запаху, вязкости.

Незамерзающий омыватель стекла (-25-30) своими руками

Незамерзающая жидкость для омывания стекол по своему химическому составу не слишком сложна. Главное, в ее приготовлении найти качественные, очищенные ингредиенты без лишних примесей, а затем соблюсти точные пропорции в их смешивании. Такие рецепты выручат в том случае, если расход жидкости слишком большой. Кроме того, подобные самодельные составы зачастую выдерживают именно ту температуру, на которую рассчитаны, в отличие от своих фабричных «конкурентов».

Изопропиловый спирт

Спиртосодержащие компоненты будут основными в любой незамерзающей жидкости. Именно с запретом на метиловые составы было связано резкое подорожание готовых смесей, а также появление у них резкого и крайне неприятного запаха.

Для самодельных незамерзаек можно использовать изопропиловую разновидность. Такой спирт имеет отличные характеристики вязкости при низких температурах, но не обладает достаточными обезжиривающими свойствами. Поэтому использовать изопропил в чистом виде бесполезно, большая часть загрязнений останется на стекле.

Незамерзайка из обычной водки не подойдет для заправки бачка. Она начинает густеть при -20, окончательно замерзает при -27 при условии, что была произведена по оригинальным рецептурам без нарушений. Лучше использовать самогон, если нет альтернативы.

Для изготовления домашней смеси необходимо:

• 3,5 л спирта;
• 0,75 л дистиллированной воды;
• 10 г любых эфирных масел;
• 0,5 л антифриза;
• 0,02 л ПАВ-содержащих продуктов;
• 0,25 л «синьки».

Этого количества достаточно для изготовления пяти литров незамерзающей безопасной жидкости. Сделать смесь можно про запас, свои свойства она не потеряет в течение одного сезона. Это важно, поскольку найти изопропиловый спирт в таре объемом менее 5 литров крайне проблематично. Если нет дистиллированной воды, можно использовать фильтрованную, но это нежелательно из-за возможного налета на деталях узлов автомобиля. ПАВ – это поверхностно-активные вещества, которые и моют любой материал, в том числе стекло. Они содержатся в шампунях глубокой очистки, средстве для мытья посуды, даже в универсальных чистящих растворах. Главное, чтобы продукт был способен активно образовывать пену, тогда и на холоде он будет работать.

Количество дополнительных ингредиентов можно менять. Уровень термостойкости зависит от соотношения спирта и воды. Чтобы омывайка, сделанная своими руками, выдерживала охлаждение до -40 градусов, нужно 4 литра спирта на 1 литр воды. Для -30 градусов достаточно 3,5 литров основного компонента. Если температура не опускается ниже -25 градусов, необходимо уже 3 литра. Если необходимо провести расчет для других температур, следует пользоваться химическими таблицами, поскольку зависимость нелинейная. То есть нельзя просто поделить 40 градусов пополам и вычислить, что 2 литра спирта выдержат замораживание до -20.

«Синька» в рецепте нужна только для окрашивания общей массы. Ее стоит добавить, чтобы обозначить емкость с незамерзайкой и исключить перепутывание с другими жидкостями. Антифриз в рецепте такой незамерзайки для автомобиля призван замедлить испарение паров спирта. Даже в смеси с водой он будет буквально исчезать со стекла. Чтобы щетки успели смыть всю грязь, важно замедлить процесс. Но самому сделать безопасную для здоровья незамерзайку в омыватель можно и без него.

Этиловый спирт

Для суровых климатических условий эффективен будет состав на основе этилового спирта. Цена базового компонента намного выше в сравнении с изопропилом, однако и порог замерзания иной, около минус 500 градусов.

Для приготовления незамерзайки необходимо смешать ингредиенты в пропорциях:

• 30% спирта;
• 70% воды;
• 5 г моющего средства.

ПАВ-ов в этом рецепте нужно чуть меньше, поскольку этиловые соединения не дают им замерзать даже на сильном морозе. Важно не переборщить с пенящимися веществами. Если их будет слишком много, не избежать появления разводов на стекле автомобиля.

Экономически производство такой незамерзайки в домашних условиях невыгодно. Однако только подобный состав сможет выдержать температуру ниже -40 градусов, поэтому изготовить незамерзайку высокого качества в домашних условиях стоит жителям северных регионов.  

Нередко этиловый спирт подделывают. Поэтому перед заправкой бачка важно проверить смесь. Ее выставляют на мороз на 8 часов. Признаком термостойкости будет отсутствие кристаллов и не измененная жидкая консистенция. Незамерзайка не должна превратиться в густой гель.

Уксус и аммиак

Если бюджет крайне ограниченный, можно отказаться от использования спирта в составе вообще. Аналогичными свойствами обладают уксусы и аммиак. Они практически не замерзают, но имеют неприятный запах, который долго не выветривается. Летучие вещества быстро испаряются при температурах ниже минус 50 градусов, поэтому такие жидкости хороши для Крайнего Севера.

Для приготовления первого варианта потребуется уксус в концентрации 9% и дистиллированная вода. Смешать их нужно в пропорции 1:1. Важно помнить, что вливать нужно кислоту в воду, а не наоборот. Чтобы сделать незамерзайку своими руками для авто на основе аммиака без спирта смешивают воду и активное вещество в пропорции 3:1. Жидкость не потеряет свои свойства даже при -200 градусах.

Зимняя омывайка своими руками не позволяет существенно сэкономить, поскольку готовые составы продают уже значительно дешевле. Однако при точном соблюдении пропорций можно получить смесь, которая выдержит расчетную температуру. Оптимально будет сделать незамерзайку в домашних условиях для авто на основе изопропила, однако использовать можно и более дорогой этилен. Хорошо себя показывает и самодельная незамерзайка для авто на основе уксуса, аммиака, но она отличается неприятным запахом.

Антифриз для омывателя лобового стекла

В холодную погоду система омывателя лобового стекла требует использования специальных жидкостей. Дело в том, что если налить простую воду, она просто замерзнет. Кристаллы льда вызывают повреждение системы омывателя; Кроме того, вода будет образовывать на стекле замерзшие капли и пятна, что значительно ухудшит видимость для водителя.

Когда следует использовать незамерзающую жидкость?

В таких условиях незамерзающая жидкость для стеклоомывателя становится единственным спасением для водителей. Обладает прекрасным свойством: остается жидким даже при сильном морозе.

Различные виды антифризов имеют разные пороги температуры замерзания. На практике она может варьироваться от -5 ° C до -50 ° C. Точная цифра зависит от концентрации алкоголя. Например, если в продукте содержится 70% изопропилового спирта, то такая промывочная жидкость не замерзнет даже при -30 ° C.

В первую очередь при выборе антифриза следует учитывать географические особенности региона, в котором используется транспортное средство.

Качество продукции и ассортимент

При производстве антифриза производители часто используют смеси спиртов. Такие меры необходимы для получения наилучших качественных характеристик жидкости.

Каждый из спиртов, используемых в омывающей жидкости, оказывает определенное негативное воздействие на здоровье человека.Метиловый спирт считается самым ядовитым. Всего 5 граммов этого вещества вызывают слепоту.

Чтобы улучшить эстетические свойства, производители добавляют в антифриз специальные ароматизаторы.

На сегодняшний день ассортимент омывающей жидкости для лобового стекла достаточно широк. Чтобы увидеть это, вы можете посетить любой специализированный магазин.

Что лучше купить?

Оптовая покупка антифриза требует соблюдения определенных правил. Во-первых, необходимо убедиться, что товар хорошего качества.Многие производители стараются сэкономить на упаковке, чтобы снизить затраты. При оптовой закупке необходимо заранее предусмотреть этот вопрос и тщательно осмотреть тару перед заключением сделки.

Пластиковые бутылки и банки — самая надежная упаковка. Но хранение продукта в банках имеет определенный недостаток — потерю некоторых свойств. Если контейнеры подвергаются воздействию прямых солнечных лучей или высокой влажности, это может привести к их деформации и потере герметичности. Следовательно, это может привести к испарению спирта, и омывающая жидкость потеряет свои свойства.Повышенного внимания требует также заливка жидкости в емкость для стирки. Следует следить за тем, чтобы крышка была плотно закрыта; в противном случае возможно испарение спирта и снижение порога температуры замерзания.

Антифриз жидкий без запаха

Погоня за прибылью приводит к тому, что некоторые недобросовестные производители выпускают жидкость для мытья стекол, содержащую метиловый спирт. Это очень опасно для здоровья человека.

Если использование антифриза сопровождается недугом, тошнотой, слезотечением, то обязательно вы купили средство с метиловым спиртом.Именно по этой причине производство и продажа незамерзающей жидкости, содержащей метил, запрещены во многих странах мира.

Как выбрать хорошую жидкость для омывателя лобового стекла?

На самом деле, выбор жидкостей для омывателей ветрового стекла огромен даже среди недорогих продуктов. Однако цена как единственный критерий неприемлема. Оптимальный выбор — продукт, содержащий изопропиловый спирт и этанол.

При проверке качества жидкости нужно помнить несколько простых правил:

• Некачественный антифриз обычно намного дешевле;
• В случае плохого запаха или отсутствия запаха такая промывочная жидкость может содержать метанол.Изопропиловый спирт имеет запах, напоминающий ацетон. Антифризы на изопропиловой основе обычно ароматизируются.

• Самые популярные запросы по теме

Как работает антифриз? (с иллюстрациями)

Антифриз — это жидкость, добавляемая в систему охлаждения автомобиля для предотвращения замерзания воды в ней. Причина, по которой он работает, заключается в том, что температура замерзания жидкости понижается, когда в ней что-то растворяется. Это что-то может быть твердым или жидким. Этот феномен был впервые открыт французским ученым Франсуа Рау в конце 19 века. Рауль также обнаружил, что степень понижения точки замерзания линейно связана с количеством молекул, растворенных в жидкости.

Понижение температуры замерзания разбавленных растворов можно объяснить следующим образом. По мере того, как температура жидкости понижается, молекулы, составляющие ее, движутся медленнее и испытывают силу притяжения друг с другом.В чистой воде при температуре 32 ° F (0 ° C) эта сила притяжения достаточно сильна, чтобы расположить молекулы воды в виде правильного кристаллического узора, что значительно снижает их подвижность и вызывает образование льда.

Теоретически все, что растворяется в воде, можно использовать в качестве антифриза. На практике существует несколько ограничивающих ограничений. Во-первых, вещество должно смешиваться с водой в любом соотношении. Некоторые жидкости трудно растворить или кристаллизовать при более низких температурах. Во-вторых, антифриз должен быть инертным, то есть не вступать в химическую реакцию ни с чем, с чем он вступает в контакт в системе охлаждения.В-третьих, это должно быть дешево; в-четвертых, это не должно вызывать нежелательного повышения давления в системе охлаждения — это означает, что антифриз должен иметь высокую температуру кипения.

Практически повсеместно используемое вещество, которое соответствует всем этим спецификациям, — это этиленгликоль с температурой кипения 387 ° F (197 ° C).Система охлаждения, в которой соотношение гликоля и воды составляет 1: 1, имеет температуру замерзания около -40 ° F (-40 ° C), что идеально для нормального диапазона приложений.

АНТИФРИЗ И ОХЛАЖДАЮЩИЙ | Американский институт качества нефти

Общие продукты питания и напитки, скрывающие антифриз

Пропиленгликоль — это органическое химическое соединение, о котором мало говорили до недавнего времени, когда виски Fireball Cinnamon был снят с полок в трех скандинавских странах за то, что он содержал слишком много ингредиентов, чтобы соответствовать европейским стандартам. Стандарты Союза. Химикат используется в качестве растворителя и основного ингредиента в нетоксичных антифризах и в качестве «жидкости для электронных сигарет». Пропиленгликоль считается безопасным FDA в небольших количествах, хотя он может быть токсичным в больших дозах.И это встречается чаще, чем вы думаете. Он широко используется в продуктах питания и напитках в качестве загустителя и консерванта или для добавления сладости.

Хотя Центры по контролю и профилактике заболеваний заверили нас, что практически невозможно проглотить токсичные количества соединения через потребительские товары, в больших дозах отравление пропиленгликолем может вызвать раздражение кожи, зуд и покраснение, а также острые уровни воздействие может вызвать сердечно-сосудистые или нейротоксические проблемы.

Токсичен или нет, мы подумали, что вам может быть интересно узнать, скрывается ли этот растворитель и антифриз в продуктах, которые вы едите и пьете. В Daily Meal были обнаружены семь наиболее распространенных продуктов и напитков, содержащих пропиленгликоль.

Ароматизированный чай со льдом

Мир может работать на Dunkin ’, но Dunkin’ Donuts со вкусом холодного чая работает на пропиленгликоле. Здесь ингредиент, вероятно, используется для увеличения сладости. Хорошая новость заключается в том, что в обычном ассортименте холодного чая в Dunkin ’нет пропитки.Nestea «ароматизированные жидкие усилители воды» также содержат пропиленгликоль , а Lipton — нет.

Мороженое

Большинство сортов ванили не содержат пропиленгликоль. Но если вы не хотите проглотить пропиленгликоль, избегайте шишек Blue Bunny с любым вкусом или мороженого Edy’s с мятой. Coldstone Creamery предлагает 17 различных сортов мороженого во всех местах, где есть проп-гли.

Глазурь в упаковке

В большинстве разновидностей глазури, таких как Betty Crocker , вы обнаружите пропиленгликоль, скрывающийся внутри, вероятно, в качестве загустителя.

Смесь для торта в коробках

Если вы действительно хотите, вы можете приготовить торт с антифризом для всей семьи. Вы найдете проп-гли внутри шоколадного торта Betty Crocker и желтого торта Duncan Hines .

Коммерческий пищевой краситель

Если вы делаете свой торт с нуля, вы можете отказаться от большинства обычных искусственных красителей, таких как Ассорти пищевых красителей McCormick , где пропиленгликоль указан вторым ингредиентом после воды.

Салатные заправки

Многие заправки для салатов Крафт, включая греческий винегрет компании , , содержат пропиленгликольальгинат — разновидность пропиленгликоля, которая используется в качестве инертного пестицида — в качестве ингредиента.

Entenmann’s Everything

Ну, может, не все. Но, безусловно, многие из угощений с именем Entenmann включают пропиленгликоль, например, Little Bites, пирожных, праздничных кексов, , , и лимонно-кокосовых пирожных.

Чтобы узнать о последних событиях в мире продуктов питания и напитков, посетите нашу страницу Food News .

Джоанна Фантоцци — помощник редактора Daily Meal. Следуйте за ней в Twitter @JoannaFantozzi

Что такое антифриз? (с иллюстрациями)

Антифриз, также известный как охлаждающая жидкость двигателя, представляет собой жидкое вещество, которое циркулирует в двигателе внутреннего сгорания и отводит избыточное тепло. Двумя наиболее распространенными химическими веществами, используемыми для этого, являются этилен и пропиленгликоль, оба из которых имеют более низкие точки замерзания, чем вода (32 ° по Фаренгейту или 0 ° Цельсия). Это позволяет химикатам свободно течь даже в холодных зимних условиях. Антифриз также имеет более высокую температуру кипения, чем чистая вода, что делает его идеальным для использования летом.

Двигатели внутреннего сгорания выделяют значительное количество тепла при нормальной работе. Это тепло в конечном итоге передается металлическим и синтетическим частям блока цилиндров, что, в свою очередь, вызывает трение и расширение.Моторные масла и смазочные материалы могут уменьшить трение, но тепло все равно необходимо отводить от двигателя. Здесь на сцену выходит антифриз. Замкнутая система шлангов и водяной насос циркулирует либо чистый антифриз, либо его смесь с водой по всему блоку двигателя.

Избыточное тепло отводится химическими веществами за счет «теплоотвода». К тому времени, когда антифриз пройдет через весь блок двигателя, он может быть близок к температуре кипения воды. Эта перегретая жидкость перекачивается в радиатор, расположенный в передней части моторного отсека. Комбинация наружного воздуха и нагнетаемого воздуха от вентилятора помогает снизить температуру.Сам радиатор имеет множество камер и каналов, которые также позволяют теплу проходить наружу. Когда антифриз достигнет другой стороны радиатора, он должен остыть достаточно, чтобы снова войти в блок двигателя и начать процесс заново.

Не все антифризы одинаковы.Некоторые из них предназначены для регионов с резкими перепадами температур, а другие разработаны для летних месяцев с более высокими температурами. Также могут быть различия в соотношении воды и антифриза для оптимальной работы. Слишком мало антифриза может привести к выкипанию или полностью замерзнуть радиатор. Слишком большое количество может не повредить работе автомобиля, но для водителей может быть слишком дорого постоянно использовать неразбавленный продукт. Химические вещества, как правило, недороги, но иногда случаются внезапные скачки цен, поскольку спрос растет, а предложения заканчиваются.

Следует иметь в виду, что этилен или пропиленгликоль ядовиты. Антифриз может пахнуть сладким и привлекательным для домашних животных и маленьких детей. Его употребление может вызвать серьезное заболевание или даже смерть, поэтому контейнеры следует хранить в охраняемых местах для хранения.Если питомец проглотил антифриз, следует немедленно связаться с ветеринаром для вызова экстренных служб. Важно предупредить детей, чтобы они не пили его, потому что, даже если родители бережно хранят его, соседи могут быть не такими добросовестными.

Объем антифриза и номинальная температура

Требуемое количество антифриза для защиты систем охлаждения при определенных номинальных температурах можно оценить по таблицам ниже:

• т _C = 0,56 (t _F -32) = 5/9 (т _F -32)
• 1 галлон (США) = 3,785×10 ^-3 м ³ = 3,785 дм ³ (литр) = 231 дюйм ³ = 0,13368 футов ³ = 4,951×10 ^-3 ярд ³ = 0.8327 Imp. gal (UK) = 4 кварты = 8 пинт

Никогда не используйте более 70% антифриза в системе охлаждения.

Хорошая незамерзайка | Liqui Moly

Немецкая компания Liqui Moly GmbH уже много лет поставляет на российский рынок незамерзающую жидкость для стеклоомывателей, созданную по самым жестким европейским требованиям безопасности. Казалось бы, что может быть опасного в стеклоомывателе, но не всё так просто. Сегодня поговорим о нюансах и трудностях выбора. В Интернетах уже устали дискутировать запрещение метилового спирта, как основы незамерзайки и только ленивый не пнул за это Г. Онищенко, инициатора запрета, бывшего тогда главным санитарным врачом России. А ведь метанол самый предпочтительный в качестве основы стеклоомывающей жидкости. Если бы маргиналы не пили его, путая с этанолом… А сам этанол оказался экономически невыгоден из-за акцизов и прочих налогов на алкоголь. Вот и оказался изопропиловый спирт самой популярной легальной базой для незамерзайки.

Перечислены основные критерии выбора, как обстоят дела с незамерзайками на основе изопропанола?

Первый пункт – уверенное да!

Второй пункт тоже да, но с оговорками, есть люди с индивидуальной непереносимостью специфического запаха изопропанола. Выбирать жидкость следует учитывая индивидуальные особенности водителя.

В-третьих, оказывается не все изопропаноловые жидкости «одинаково полезны» и безопасны для пластиков и ЛКП. Практически все современные автомобили оборудованы фарами с поликарбонатными стеклами. Большинство, а также все автомобили с заводским ксеноновым и светодиодным светом, оборудуются омывателями фар, черпающими жидкость в том же бачке, что и омыватель лобового стекла. При работе, фары сильно разогреваются и стекло становится особо чувствительным к химическим воздействиям. В результате попадания жидкости, стекло фары может покрыться сеткой мелких трещин, мутнеет, а это влияет на безопасность. Безопасность незамерзайки, её инертность к поликарбонату, зависит от чистоты спирта и точности подбора комбинации моющих компонентов. Все стеклоомывающие жидкости, каждая партия, Liqui Moly тестируется на инертность к поликарбонату по немецкой методике, разработанной техническим регулятором, компанией Dekra. Появление трещин не допускается.

Температура замерзания стеклоомывающей жидкости определяется не по её «каменному» состоянию, а двумя ГОСТовскими способами на выбор.

1-способ по помутнению, появлению первого кристалла. 2-й способ – по температурной полке, в течение кристаллизации температура довольно долго держится на одном уровне. Измерения в обоих случаях делаются с шагом в два градуса, именно поэтому, чтобы гарантированно соответствовать обещаниям, зимние стеклоомыватели Liqui Moly имеют двухградусный запас по температуре замерзания. То есть жидкость на -25 градусов имеет фактическую температуру застывания в -27 градусов.

Хорошие моющие свойства незамерзайки зависят от правильности и точности подбора моющих и сенсабилизирующих компонентов. Незамерзайка не должна оставлять шлейфа или бликов, сухого остатка после высыхания. Если щетки и стекло новые, то правильная незамерзайка позволяет очистить стекло за один взмах. В стеклоомывателях Liqui Moly используются как компоненты, так и формулировки, разработанные немецкими специалистами для европейского рынка.

Запах, то, что часто отвращает покупателя от изопропаноловых жидкостей. От естественного запаха спирта невозможно избавиться физически, можно только замаскировать. Но тут важны вкусовые предпочтения водителя. Именно поэтому Liqui Moly выпускает такое разнообразие различных запахов, маскирующих изопропил, чтобы, даже самый привередливый смог найти свой, самый любимый.

Хорошее распыление в мороз – не самая сильная сторона изопропаноловых стеклоомывателей. Любой спирт с холодом густеет, вспомните, какая тягучая становится водка, охлажденная в морозильной камере. Чрезмерная густота приводит к проблемам подачи жидкости на стекло в мороз, особенно на машинах с веерными форсунками. Нет, жидкость не замерзает, она остаётся подвижной и прозрачной, но на стекло попадает слабыми короткими струйками. Чтобы изопропиловая жидкость нормально подавалась на стекло, автопроизводитель должен адаптировать под неё всю систему подачи, поставить крупные форсунки, мощный насос, возможно подогрев. Но многие автопроизводители пренебрегают этим или намеренно не удорожают автомобиль, даже в рамках «российского пакета». В черный список попадают многие корейские и японские модели, некоторые европейцы, но не будем их называть. Компания Liqui Moly разрабатывает специальные добавки, уменьшающие вязкость смеси изопропанола с водой при низких температурах.

Несколько полезных советов по выбору незамерзайки:

Перед использованием прогревайте лобовое стекло, этим вы избежите образования шлейфа или мути на стекле. Помните, щетки стеклоочистителя нормально работают не более года.

Не покупайте но-нейм — продукты на обочине дороги, велик риск отравления метанолом. На любой АЗС полно качественных жидкостей. Этикетка должна соответствовать всем требованиям.

Не разбавляйте водопроводной водой сбалансированную композицию готовой незамерзайки, возможно помутнение и загрязнение системы подачи.

Не смешивайте качественную стеклоомывайку с посторонними продуктами, во избежание несовместимости и усиления агрессивности смеси.

Не берите жидкость с большим низкотемпературным запасом, чем нужно на данную погоду. Это невыгодно экономически, да и подача на стекло будет хуже.

Не судите о качестве продукта по его виду в канистре, настоящие свойства стеклоомывателя, его соответствие стандарту определяется только в лаборатории, а не мнением блоггеров. Термометр в автомобиле дает исключительно ориентировочные данные.

Чистых вам стекол!

Делаем незамерзайку в домашних условиях за 5 минут

Общеизвестный факт – одно свойство воды. К сожалению, при температуре в ноль градусов, вода становится твердой. Она замерзает, создавая тем самым массу проблем автолюбителям. В бачке омывателя в зимнее время должна быть не простая вода, а особый состав, не подверженный замерзанию, ведь в противном случае могут треснуть резиновые шланги. Здесь не обойтись без специальной незамерзающей жидкости. Именно ее все уже давно называют традиционным словом незамерзайка.

Некоторые водители считают, что при постоянном использовании машины чересчур дорого приобретать профессиональную незамерзайку в магазине. Оказывается, вполне можно своими руками изготовить жидкость, которая ничем не будет уступать привычной незамерзайке. Сегодня мы узнаем, как именно ее сделать.

Подбираем компоненты

В первую очередь необходимо запастись всеми нужными составляющими для изготовления жидкости.

• Метиловый спирт. Такой вариант наиболее экономичен, но имеет свои недостатки. Он не вполне безопасен для пассажиров, а также самого автомобиля.
• Изопропиловый спирт. Максимально безопасен, имеет большую популярность.
• Этиловый спирт. Вариант по характеристикам достаточно хороший, но с экономической точки зрения нет смысла его использовать, поскольку в итоге незамерзайка выходит даже дороже, чем в магазине.

Опытные автолюбители рекомендуют использовать изопропиловый спирт, поскольку он оптимально сочетает экономичность с качеством и безопасностью. Его стойкости к высоким температурам тоже достаточно для эффективного использования.

Делаем незамерзайку сами

Приступим непосредственно к приготовлению жидкости. Вам понадобится вода с моющим средством, а также сам изопропиловый спирт – наш базовый компонент. Запоминайте алгоритм действий.

1. Начинайте с подготовки воды. Она не должна быть чрезмерно жесткой, поэтому воду из водопровода следует отстоять или отфильтровать. Оптимальный вариант – взять дистиллированную воду, поскольку она обеспечит дополнительную безопасность для системы стеклоочистителей. Если об этом не позаботиться, плохая жесткая вода будет оставлять налет внутри насоса бачка, на форсунках, появятся белые следы с ржавчиной.
2. Подготовленную воду наливаем в канистру. Хватит двух литров.
3. На следующем этапе нужно влить в канистру два литра изопропилового спирта. Специалисты отмечают, что такая концентрация является вполне достаточной для зимы. Если мороз слишком сильный, можно повысить концентрацию изопропилового спирта.
4. Также нужно добавлять моющее средство. Его нужно добавить немного: хватит всего одного небольшого колпачка на канистру в 4 литра. Помните, что от моющих составов образуется много пены, а в незамерзайке это как раз не нужно. Обратите внимание, что средство надо подобрать более качественное, без хлора в составе.
5. На заключительном этапе полученную жидкость надо хорошо взболтать.

Как видите, процесс изготовления прост, занимает буквально несколько минут.

Сразу же использовать приготовленную незамерзайку не нужно. Для начала протестируйте ее на морозе: нужно убедиться, что состав не замерзнет.

Видео о качестве незамерзайки

Другие методы изготовления

Рассмотрим еще несколько способов приготовления незамерзающей жидкости своими руками, прямо в домашних условиях.

• Незамерзайка с уксусом. Можно просто взять уксус с водой, соединить их в приблизительно равных пропорциях. Например, тщательно перемешайте по половине литра уксусной кислоты и простой воды. Обратите внимание: такая незамерзайка будет эффективна только тогда, когда температура не опускается ниже отметки в -10 градусов.
• Жидкость с этиловым спиртом. Для изготовления подходит практически любой этанол. Например, это может быть моющее средство для окон на базе этанола, либо медицинский этиловый спирт. Состав можно прочесть на упаковке. Пропорции нужно соблюсти: берите одну часть спирта, две части воды. Также можно добавить немного стирального порошка. На канистру в 5 литров вполне хватит столовой ложечки порошка.
• Незамерзайка с метанолом. Это не самый удачный вариант, поскольку метанол представляет собой высокотоксичное вещество. Если вы все-таки решили делать незамерзающую жидкость именно с метанолом, вам нужно взять одну часть метанола, а воды – десять частей. При работе с метанолом следите тщательно, чтобы он не попал в глаза, дыхательные пути. Также добавьте в состав немного моющего средства.
• Незамерзающая жидкость с аммиаком. Смешивают одну часть аммиака с тремя частями воды. Следите, чтобы не образовывалась пена. Незамерзайка не рассчитана на сильный мороз. Для усиления ее свойств можно добавить еще примерно 100 миллилитров уксуса.

Правильно используем незамерзайку

Важно запомнить несколько существенных моментов в использовании незамерзайки.

• Жидкость заливается непосредственно в бачок омывателя.
• Устранять всю воду из бачка не обязательно.
• Нельзя заливать бачок до предела.
• Систему омывателя нужно прокачивать, чтобы вся летняя жидкость вышла из шлангов.
• Незамерзайка на основе спирта отличается характерным запахом, поэтому по нему вы сразу определите, что в системе уже зимняя жидкость.
• Для лучшего прокачивания нужно побрызгать жидкостью из системы на стекла.

Используйте экономичный вариант незамерзайки!

Какую незамерзайку выбрать?

Хороший обзор дорожной обстановки — необходимое условие обеспечения безопасности движения. В теплое время года с омыванием стекла справляется даже чистая вода, хотя лучше отмывает следы насекомых и не оставляет разводов все-таки специальная омывающая жидкость. Но с приближением заморозков владельцы как нового автомобиля, так и авто с пробегом, задумываются, какую незамерзайку выбрать для омывателя стекла автомобиля.

Основные требования к свойствам и составу стеклоомывающей жидкости

Стеклоомывающая жидкость должна способствовать эффективному удалению с поверхности лобового, заднего стекла, фар автомобиля попадающих на них загрязнений, содержащих как нерастворимые частицы дорожной пыли, так и маслянистые вещества, химические противогололедные реагенты и другие загрязнители. При этом омывайка должна:

• не наносить вреда здоровью человека и окружающей среде;
• не повреждать лакокрасочное покрытие авто, металлические, пластмассовые и резиновые детали;
• не оставлять разводы и наледь на стекле и его контуре;
• сохранять текучесть при заявленных температурах.

Незамерзайка представляет собой спиртовой раствор определенной концентрации в деминерализованной воде, содержащий основные компоненты и функциональные присадки:

• одноатомный спирт, снижающий температуру замерзания и имеющий свойства растворителя;
• поверхностно-активные вещества для придания моющих свойств;
• краситель для придания яркого цвета, предупреждающего о техническом назначении жидкости;
• отдушку для маскировки неприятного запаха.

В настоящее время производители различных стран используют для изготовления низкотемпературных омывающих составов метиловый, этиловый и изопропиловый спирт.

Главврач государственной санитарной службы РФ в своем постановлении №47 от 11 июля 2007 года запретил производство и продажу стеклоомывающих составов на основе метилового спирта. Это связано с высокой токсичностью метанола, способного проникать через кожу и дыхательные пути: попадание даже небольшого количества (от 5 г) внутрь организма вызывает тяжелое отравление с потерей зрения. При том, что метиловый водный раствор небольшой концентрации не обладает резким запахом, наличие его испарений в салоне автомобиля приводит к раздражению слизистых оболочек глаз, расстройству зрения, головной боли, звону в ушах, дрожанию.

Как выбрать качественную незамерзайку

Федеральная служба по защите прав потребителей, осуществляющая постоянный контроль за потребительским рынком, ежегодно отмечает сотни случаев отравления метанолом. Для того чтобы обезопасить здоровье водителя и пассажиров от использования контрафактных жидкостей, Роспотребнадзор рекомендует покупать стеклоомыватель исключительно в установленных местах розничной торговли. На емкости должна присутствовать этикетка с информацией:

• наименование продукции;
• назначение и состав;
• меры предосторожности при использовании;
• соответствие техническим условиям, по которым продукция изготовлена;
• срок годности;
• сведения о производителе с указанием адреса.

От себя отметим: не всегда надпись на этикетке соответствует содержанию емкости. Особенно следует быть осторожными с омывайками без запаха, так как его отсутствие свидетельствует о возможном применении дешевого метанола в качестве основного компонента незамерзающей жидкости. При попадании на кожу такого вещества его необходимо смыть большим количеством воды.

Если хотите купить недорогую малотоксичную незамерзающую жидкость для стеклоомывателя, остановите свой выбор на сертифицированной продукции российских производителей, изготовленной с применением изопропилового спирта (3…75%) и этиленгликоля (4… 10%). Изопропил отличает характерный запах, напоминающий ацетон.

По сравнению с другими спиртами, наименее вредным является этиловый, при этом у него не такой резкий запах как у изопропилового и аналогичная морозостойкость раствора достигается при гораздо меньшей концентрации. Но в России он является подакцизным товаром, требующим особого лицензирования и контроля, и поэтому не находит широкого применения в производстве омывающих жидкостей.

Импортные незамерзайки на базе этилового спирта поставляются в концентрированном виде, их разводят мягкой водой в пропорции, указанной производителем для достижения требуемой температуры замерзания.

Выбирать необходимую температуру следует на 10-15 градусов ниже от прогнозируемой температуры воздуха, поскольку встречный поток воздуха приводит к интенсивному испарению жидкости при движении, что дополнительно охлаждает поверхность стекла.

Помните: важно заблаговременно определиться с выбором и приобрести незамерзайку, чтобы воспользоваться средством своевременно. Упустив нужный момент, приходится думать уже о том, что делать, если замерзла омывайка в бачке. А это уже отдельная тема.

Жидко-твердые фазовые диаграммы: олово и свинец

На этой странице объясняется взаимосвязь между кривыми охлаждения жидких смесей олова и свинца и итоговой фазовой диаграммой. Он также предлагает простое введение в идею эвтектической смеси.

Кривые охлаждения для чистых веществ

Предположим, у вас есть немного чистого расплавленного свинца, и вы даете ему остыть, пока он полностью не затвердеет, по ходу построения график зависимости температуры свинца от времени. Вы получите типичную кривую охлаждения для чистого вещества.

На протяжении всего эксперимента тепло теряется в окружающую среду, но температура не падает вообще, пока свинец замерзает. Это связано с тем, что в процессе замораживания выделяется тепло с той же скоростью, с какой оно теряется в окружающую среду. Энергия высвобождается при образовании новых связей — в данном случае сильных металлических связей в твердом свинце. Если вы повторите этот процесс для чистого жидкого олова, форма графика будет точно такой же, за исключением того, что точка замерзания теперь будет при 232 ° C (график для этого находится ниже на странице.)

Кривые охлаждения оловянно-свинцовых смесей

Если добавить в свинец олова, форма кривой охлаждения изменится. На следующем графике показано, что произойдет, если вы охладите жидкую смесь, содержащую около 67% свинца и 33% олова по массе.

Есть на что посмотреть:

• Обратите внимание, что при нормальной температуре замерзания свинца ничего не происходит. Добавление в него олова снижает температуру замерзания.
• Замерзание этой смеси начинается при температуре около 250 ° C.Вы бы начали получать твердый свинец, но не олово. В этот момент скорость охлаждения замедляется — кривая становится менее крутой.
• Однако график еще не идет горизонтально. Хотя при превращении свинца в твердое тело выделяется энергия, с оловом ничего подобного не происходит. Это означает, что выделяется недостаточно энергии для поддержания постоянной температуры.
• Температура перестает падать при 183 ° C. Сейчас мерзнут и олово, и свинец. Как только все застынет, температура продолжает падать.

Изменение пропорций олова и свинца

Если в смеси было меньше олова, общая форма кривой остается почти такой же, но точка, в которой свинец сначала начинает замерзать, изменяется. Чем меньше олова, тем меньше падение температуры замерзания свинца. Для смеси, содержащей всего 20% олова, температура замерзания свинца составляет около 275 ° C. Вот где график внезапно стал бы менее крутым. НО . . . график будет горизонтальным (показывающий замерзание олова и свинца) при точно такой же температуре: 183 ° C.

По мере увеличения доли олова первые признаки твердого свинца появляются при все более низких температурах, но окончательное замерзание всей смеси все же происходит при 183 ° C. Это продолжается до тех пор, пока вы не добавите достаточно олова, чтобы смесь содержала 62% олова и 38% свинца. В этот момент график изменится.

Эта конкретная смесь свинца и олова имеет кривую охлаждения, которая больше похожа на кривую чистого вещества, чем на смесь. Есть только одна горизонтальная часть графика, где все замирает.Однако это все еще смесь (не раствор). Если вы посмотрите в микроскоп на твердое вещество, образовавшееся после замораживания, вы увидите отдельные кристаллы олова и свинца.

Эта конкретная смесь известна как эвтектическая смесь . Слово «эвтектика» происходит от греческого и означает «легко плавится». Эвтектическая смесь имеет самую низкую температуру плавления (которая, конечно, такая же, как температура замерзания) из всех смесей свинца и олова. Температура, при которой эвтектическая смесь замерзает или плавится, известна как температура эвтектики.

Что произойдет, если в смеси будет более 62% олова?

Вы можете проследить это точно таким же образом, представив, что начнете с чистого олова, а затем добавите к нему свинец. Кривая охлаждения чистого жидкого олова выглядит так:

Это похоже на кривую охлаждения чистого свинца, за исключением того, что температура замерзания олова ниже. Если вы добавите небольшое количество свинца в олово, так что у вас будет примерно 80% олова и 20% свинца, вы получите такую ​​кривую:

Обратите внимание на пониженную температуру замерзания олова.Обратите внимание, что окончательное замораживание всей смеси снова происходит при 183 ° C. По мере увеличения количества свинца (или уменьшения количества олова — то же самое!) До 62% олова и 38% свинца вы снова получите эвтектическую смесь с кривой, которую мы уже рассмотрели.

Фазовая диаграмма

Построение фазовой диаграммы

Вы начинаете с данных, полученных из кривых охлаждения. Вы строите график температуры, при которой начинается первое замерзание, в зависимости от соотношения олова и свинца в смеси.Единственное, что необычно, это то, что вы рисуете шкалу температур на каждом конце диаграммы, а не только с левой стороны.

Обратите внимание, что в левой и правой частях кривых указаны точки замерзания (точки плавления) чистого свинца и олова.

Чтобы закончить фазовую диаграмму, все, что вам нужно сделать, это провести одну горизонтальную линию поперек при эвтектической температуре. Затем вы помечаете каждую область диаграммы тем, что вы найдете в различных условиях.

Использование фазовой диаграммы

Предположим, у вас есть смесь 67% свинца и 33% олова. Это смесь из первой кривой охлаждения, построенной выше. Предположим, он находится при температуре 300 ° C. Это соответствует набору условий в области фазовой диаграммы, обозначенной как расплавленное олово и свинец.

Теперь подумайте, что произойдет, если вы охладите эту смесь. В конце концов температура упадет до точки, где она пересекает линию в следующую область диаграммы.В этот момент смесь начнет выделять твердый свинец — другими словами, свинец (но не олово) начнет замерзать. Это происходит при температуре около 250 ° C.

Теперь нужно тщательно обдумать следующий фрагмент, потому что есть два разных способа взглянуть на него. Если вас научили делать это одним способом, придерживайтесь этого — иначе вы рискуете сильно запутаться!

Размышляя об изменении состава жидкости

При замерзании первого свинца состав оставшейся жидкости изменяется.Очевидно, он становится пропорционально богаче оловом. Это немного снижает точку замерзания свинца, и поэтому следующий кусок свинца замерзает при немного более низкой температуре, оставляя жидкость еще более богатой оловом.

Этот процесс продолжается. Жидкость становится все богаче и богаче оловом, а температура, необходимая для замораживания следующей партии свинца, продолжает падать. Набор условий температуры и состава жидкости по существу движется вниз по кривой — пока не достигнет точки эвтектики.

После достижения точки эвтектики, если температура продолжает падать, вы, очевидно, просто попадаете в область смеси твердого свинца и твердого олова — другими словами, вся оставшаяся жидкость замерзает.

Думая о составе системы в целом

Мы видели, что по мере того, как жидкость постепенно замерзает, ее состав меняется. Но если вы посмотрите на систему в целом, очевидно, что пропорции свинца и олова остаются неизменными — вы ничего не убираете и ничего не добавляете.Все, что происходит, — это то, что все меняется от жидкостей к твердым. Итак, предположим, что мы продолжаем охлаждение за пределами температуры, при которой появляется первый твердый свинец и температура падает до точки, показанной на следующей диаграмме — точки, четко расположенной в области «твердый свинец и расплавленная смесь».

Что бы вы увидели в смеси? Чтобы выяснить это, вы проводите горизонтальную связку через эту точку, а затем смотрите на ее концы.

На левом конце у вас 100% преимущество.Это представляет собой твердый свинец, который замерз из смеси. В правом конце у вас есть состав жидкой смеси. Теперь он намного богаче оловом, чем вся система, потому что, очевидно, выделилось изрядное количество твердого свинца. По мере того, как температура продолжает падать, состав жидкой смеси (как показано на правом конце соединительной линии) будет приближаться к эвтектической смеси.

Он наконец достигнет эвтектического состава, когда температура упадет до температуры эвтектики — и тогда вся партия замерзнет.Очевидно, что при температуре ниже температуры эвтектики вы находитесь в области твердого свинца и твердого олова. Если вы охладите жидкую смесь в правой части фазовой диаграммы (справа от эвтектической смеси), все будет работать точно так же, за исключением того, что вместо твердого свинца образуется твердое олово. Если вы уже поняли, что произошло раньше, понять, что происходит, совсем не сложно.

Наконец. . . что произойдет, если вы охладите жидкую смесь, имеющую именно эвтектический состав? Он просто остается жидкой смесью, пока температура не упадет настолько, что все затвердеет.Вы никогда не попадете в неудобные участки фазовой диаграммы.

Смеси оловянно-свинцовые в качестве припоя

Традиционно в качестве припоя использовались смеси олова и свинца, но их использование постепенно прекращается из-за проблем со здоровьем, связанных со свинцом. Это особенно актуально, когда припой используется для соединения водопроводных труб, в которых вода используется для питья. Новые бессвинцовые припои были разработаны в качестве более безопасной замены.

Типичные старомодные припои включают:

• 60% олова и 40% свинца.Это близко к эвтектическому составу (62% олова и 38% свинца), что дает низкую температуру плавления. Он также будет плавиться и чисто замерзать в очень ограниченном диапазоне температур. Это полезно для электромонтажных работ.
• 50% олова и 50% свинца. Это будет плавиться и замерзать в более широком диапазоне температур. Когда он расплавится, он начнет замерзать при температуре около 220 ° C и, наконец, затвердеть при температуре эвтектики 183 ° C. Это означает, что он остается работоспособным в течение полезного количества времени. Это полезно, если он используется для сантехнических соединений.

Авторы и авторство

Антифризные многофазные гелевые материалы: стратегии и приложения, вдохновленные биоинспекцией

Основные моменты

•

Обсуждались биохимические и биофизические изменения хвойных деревьев при акклиматизации к холоду и роль клеточной стенки в морозостойкости хвойных деревьев.

•

Были предложены две биоинспирированные стратегии для изготовления гелевых материалов, предотвращающих замерзание: (1) коллигативное подавление точки замерзания, (2) введение наноконтактных молекул воды между гидрофобной сеткой / фрагментами для подавления перекристаллизация и рост льда.

•

Обобщены новые области применения антифризных многофазных гелевых материалов в устройствах накопления энергии, включая суперконденсаторы и батареи, датчики и приложения, связанные с биосовместимостью.

Abstract

Гелевые материалы, предотвращающие замерзание, представляют собой важный класс материалов, которые имеют потенциальное применение во многих областях тканевой инженерии, мягких роботов, носимых устройств, в которых кристаллы льда не могут образовываться или рост кристаллов льда разрушает при отрицательных температурах .В условиях возрастающей потребности в производстве новых и инновационных мягких материалов, защищающих от замерзания, естественные биологические системы всегда служат источником вдохновения и примеров, которые имеют исключительную иерархическую структуру и беспрецедентные характеристики в отношении устойчивости к замерзанию. Вдумчивое понимание механизмов устойчивости организмов к замораживанию открывает большие возможности для синтеза и изготовления органогидрогелей, предотвращающих замерзание, которые трудно разработать с помощью традиционных идей и подходов.В этом обзоре мы предлагаем вдохновленные природой принципы разработки гелевых материалов против замерзания, основанные на наблюдении за стратегиями предотвращения / толерантности к замерзанию, используемыми различными организмами, особенно хвойными деревьями. Затем мы подробно описываем новаторскую разработку конструкции и изготовления многофазного гелевого материала, предотвращающего замерзание, и проиллюстрируем, как эти гелевые материалы с беспрецедентными свойствами и функциональностью могут быть интегрированы в устройства для различных приложений в соответствии с этими стратегиями проектирования, основанными на биоинспекциях.

Ключевые слова

Антифриз

Гелевые материалы

Олеофильно-гидрофильная система

Биомиметические материалы

Хвойные деревья

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2020 Автор (ы). Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Теоретические аспекты процесса замораживания

Во время замораживания пищевых продуктов образуется лед, поскольку чистая вода проходит двухступенчатый процесс кристаллизации (зарождение и распространение).Когда температура снижается и вода удаляется из пищи в виде льда, растворенные вещества, присутствующие в UFP, концентрируются замораживанием. Для каждого отношения лед / UFP существует равновесная температура замерзания, которая является функцией концентрации растворенного вещества. Этот равновесный термодинамический процесс можно смоделировать на фазовой диаграмме как кривую равновесного замерзания (ликвидус) (см. Рисунок ниже), которая простирается от температуры плавления (Tm) чистой воды (0 ° C) до температуры эвтектики (Te) растворенного вещества. , точка, в которой растворенное вещество было заморожено до концентрации насыщения.

При понижении температуры маловероятно, что растворенное вещество будет кристаллизоваться при Те из-за высокой вязкости из-за концентрации растворенного вещества и низкой температуры, так что концентрация замораживания выходит за пределы Те в неравновесном состоянии. Затем высококонцентрированный UFP может переходить в состояние вязкая жидкость / стекло, что обусловлено уменьшением молекулярного движения и кинетики диффузии в результате как очень высокой концентрации, так и низкой температуры.

Стекло определяется как неравновесное, метастабильное, аморфное, неупорядоченное твердое вещество чрезвычайно высокой вязкости (т.е., От 10 exp10 до 10 exp14 Па.с), также в зависимости от температуры и концентрации. Кривая стеклования простирается от температуры стеклования (Tg) чистой воды (-134oC) до Tg чистого растворенного вещества. Диаграмма состояния равновесия и полученная кинетически диаграмма состояний могут быть смоделированы вместе на дополнительной диаграмме состояний. Дополнительная диаграмма состояний, показывающая границы сосуществования твердого / жидкого и профиль стеклования для бинарной системы сахароза / вода, показана на рисунке ниже.Ниже и справа от линии стеклования раствор находится в состоянии аморфного стекла, со льдом или без него, в зависимости от температуры и пройденного пути замерзания, в то время как выше и слева от линии стеклования раствор находится в жидкое состояние, со льдом или без льда в зависимости от температуры.

В качестве примера предположим, что раствор сахарозы с начальной концентрацией 20% при комнатной температуре (точка A). Начальная Tg этого раствора при комнатной температуре перед разделением фаз отмечена как точка B (если раствор может быть переохлажден до этой температуры без образования льда).Однако при медленном охлаждении системы несколько ниже ее точки равновесного замерзания (из-за переохлаждения) зародышеобразование и последующая кристаллизация начинается в точке C и инициирует процесс концентрирования при замерзании, удаляя воду в ее чистой форме в виде льда. По мере того, как кристаллизация льда продолжается, непрерывное увеличение концентрации растворенного вещества (удаление воды) дополнительно понижает равновесную точку замерзания UFP таким образом, который следует кривой ликвидуса (показан как путь C), в то время как Tg UFP перемещается вверх по стеклованию. линия (путь B; из-за повышенной концентрации) с быстрым увеличением вязкости не аррениусовским способом, особенно на поздних стадиях процесса замораживания.

Совместная кристаллизация растворенного вещества при Te маловероятна, и, таким образом, концентрация замораживания продолжается после Te в неравновесное состояние, так как растворенное вещество становится сверхстауризованным. Когда достигается критическая, зависящая от растворенного вещества концентрация, незамерзшая жидкость демонстрирует очень сопротивляемую подвижность, и физическое состояние UFP изменяется с вязкоупругой жидкости на хрупкое аморфное твердое стекло.

Пересечение неравновесного продолжения кривой ликвидуса за пределами Те и кинетически определенной кривой стеклования, точка D на приведенном выше рисунке, представляет собой специфическое для растворенного вещества, максимально концентрированное при замораживании Tg замороженной системы, обозначенное Tg ‘, где образование льда прекращается в пределах шкалы времени измерения.Соответствующие максимальные концентрации воды и сахарозы, «захваченные» стеклом при Tg ‘и неспособные кристаллизоваться, обозначены Wg’ и Cg ‘соответственно. Стоит отметить, что эта незамерзшая вода не связана в «энергетическом» смысле, скорее, не может замерзнуть в практических временных рамках.

При Tg ‘перенасыщенное растворенное вещество приобретает твердые свойства из-за уменьшения молекулярного движения, которое отвечает за огромное снижение поступательной, а не вращательной подвижности.Именно эту внутреннюю медленность молекулярной реорганизации ниже Tg ‘пищевой технолог пытается создать в концентрированной фазе, окружающей компоненты пищевых материалов.

Однако нагревание от стекловидного состояния до температур выше Tg ‘приводит к огромному увеличению диффузии не только из-за эффектов перехода аморфной жидкости в вязкую, но также из-за повышенного разбавления, поскольку таяние мелких кристаллов льда происходит почти одновременно (Tg ‘= Тм’). Масштаб времени молекулярной перестройки постоянно меняется по мере приближения к Tg, так что технологи пищевых продуктов могут также получить некоторую повышенную стабильность при температурах выше Tg ‘за счет минимизации дельты T между температурой хранения и Tg’ либо за счет снижения температуры хранения, либо за счет увеличения Tg ‘методами замораживания или рецептурой.Следовательно, знание стеклования дает четкое представление о молекулярной диффузии и реакционной способности и, следовательно, стабильности при хранении.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Травмы, вызванные обледенением и незамерзанием: систематический обзор | Британский медицинский бюллетень

Аннотация

Введение

Изнурительное воздействие холода на человеческий организм — одна из старейших зарегистрированных травм в мире. Серьезный и изменяющий жизнь ущерб, который может быть нанесен, теперь чаще наблюдается в рекреационных целях в экстремальных видах спорта на открытом воздухе, а не в таких профессиональных условиях, как армия. Диагностика и лечение этих травм должны выполняться тщательно, но быстро, чтобы снизить риск потери конечности и, возможно, жизни.Поэтому мы провели систематический обзор литературы, посвященной травмам в холодную погоду (CWI), чтобы выяснить эпидемиологию и текущие стратегии лечения.

Источники данных

Medline (PubMED), EMBASE, CINHAL, Cochrane Collaboration Database, Web of Science, Scopus и Google Scholar.

Области согласования Немедленное лечение на месте

Риск травм от замораживания, оттаивания, замораживания. По возможности отсроченное хирургическое вмешательство. Различная эпидемиология обмороженных и незамерзающих травм.

Спорные области

Профилактическое использование антибиотиков; использование сосудорасширяющих средств хирургического и лечебного характера.

Точки роста

Использование ilioprost и PFG2a для лечения глубоких обморожений.

Своевременные направления для развития исследований

Лечение незамерзающих КРИ с их долгосрочным наблюдением.

Введение

Изнурительное воздействие холода на человеческий организм стало очевидным с тех пор, как человек впервые осмелился переехать в климат за пределами тропического климата.Самый старый задокументированный случай обморожения был обнаружен у 5000-летней мумии в чилийских горах. ¹ Хотя оборудование, обучение и медицинские знания развивались на протяжении многих веков, травмы, вызванные воздействием холода, присутствовали всегда.

Травмы, вызванные холодной погодой (CWI), исторически были связаны с такими профессиональными условиями, как военные, рыбаки и работники холодильных складов (мясники, переработчики мяса). Однако за последние 20 лет число гражданских лиц, получивших эти травмы, увеличилось. ² Это может быть связано с растущей популярностью занятий с высоким риском CWI, таких как катание на лыжах и зимний альпинизм. ^2,3

CWI — это термин, который можно использовать для описания травм, которые имеют центральное воздействие, например, гипотермия, и травм, которые в первую очередь влияют на периферию, например, обморожения. Повреждения, поражающие периферию, можно подразделить на травмы от обморожения (FCI) и травмы от переохлаждения (NFCI). ⁴

FCI определяется как повреждение тканей при воздействии температур ниже их точки замерзания примерно -0.55 ° С. NFCI возникают, когда тканевые жидкости постоянно подвергаются воздействию низких температур от 0 до 15 ° C в течение нескольких часов или дней. NFCI исторически называли «траншейной стопой» или «стопой погружения». Однако NFCI не ограничиваются стопами и могут возникать в других частях тела. ⁴

Мы проводим систематический обзор эпидемиологии FCI и NFCI и оцениваем влияние метода лечения на исход этих травм. Качество исследования оценивалось с помощью классификации вмешательств Американского колледжа грудных врачей (ACCP).Классификация вмешательств ACCP использовалась в прошлом для оценки качества исследований, описывающих методы лечения при лечении CWI. ^5–13

Методы

В феврале 2015 года был проведен всесторонний поиск литературы с использованием Medline (PubMED), EMBASE, CINHAL, Cochrane Collaboration Database, Web of Science, Scopus и Google Scholar. Это должно было выявить статьи, опубликованные в английских рецензируемых журналах, отчетные данные и информацию о CWI.

Все потенциальные исследования были извлечены полностью, и их актуальность для вопроса исследования была дополнительно оценена. Библиографии всех статей, найденных в полном объеме, также были просмотрены для выявления статей, не включенных в первый электронный поиск.

Поиск проводился с использованием ключевых слов «обморожение», «обморожение», «травмы, вызванные незамерзанием» и «травмы от обморожения», без ограничения по году публикации и уровню доказательности исследования.

Градация по ACCP ранее широко использовалась для классификации доказательств в антитромботической терапии, метод, также используемый при лечении обморожений.Критерии ACCP определены в таблице 1.

Сила системы оценки рекомендаций по ACCP

Сила системы оценки рекомендаций от ACCP

Результаты

Поиск — выбор исследования

На рисунке 1 показаны начальные результаты поиска, полученные из различных используемых баз данных. Было обнаружено сто семьдесят работ, посвященных исследованию свободных и незамерзающих CWI, из которых 100 были исключены из-за несоответствующей методологии или отсутствия актуальности.

Рис. 1

Блок-схема методики.

Рис. 1

Блок-схема методики.

Эпидемиология FCI и NFCI

Значительное количество статей на английском языке, описывающих CWI, было получено из военных публикаций, что может отражать количество военнопленных, прошедшее военную подготовку. Хотя это действительно дает полезную информацию о CWI, это действительно отклоняет данные от гражданской эпидемиологии.

В ретроспективном исследовании DeGroot et al ., ¹⁴ случаев CWI, которые потребовали госпитализации, были изучены для установления распространенности CWI. Это означало, что значительная часть пациентов с CWI, которым не требовалась помощь такого уровня, была исключена из исследования. Частота госпитализаций составляла 38,2 на 100 000 в 1985 году, упав до 0,2 на 100 000 в конце исследования в 1999 году. Авторы приходят к выводу, что частое появление CWI во время военной подготовки можно было предотвратить, и они продолжают предполагать, что более позднее снижение заболеваемости связано с «многофакторными» причинами, но конкретные детали этого не раскрываются авторами.Период наблюдения за этим исследованием составил 19 лет, что позволило собрать большой объем данных. Однако это было ограничено использованием данных кодирования, которые основаны на записи правильного диагностического кода. Исследование Hsia et al . ¹⁵ продемонстрировали частоту ошибок при клиническом кодировании 20,8% в группе пациентов Medicare. Кэмпбелл и др. . ¹⁶ продемонстрировали уровень точности 91 и 82% соответственно в исследованиях кодирования выписки в Англии, Уэльсе и Шотландии, соответственно.Следовательно, при просмотре результатов этой статьи необходимо учитывать частоту ошибок при использовании данных кодирования.

Cattermole ¹⁷ выполнила 10-летнее исследование эпидемиологии CWI у персонала Британской антарктической службы с 1986 по 1995 год. Показатель заболеваемости в этом исследовании составил 65,6 / 1000 в год, что составило 2,5% всех новых консультаций. Девяносто пять процентов травм были вызваны обморожениями, 3% — переохлаждением и 2% — «окопной стопой». Ограничением этого исследования было то, что это был ретроспективный поиск медицинских документов для определения частоты и этиологических факторов CWI. ¹⁷ В этом исследовании не было ясно, использовался ли формальный диагностический протокол, хотя оно ясно продемонстрировало, что люди, у которых был предыдущий CWI, имели значительно повышенный риск другого CWI ( P <0,001). Большинство травм (78%) произошло во время активного отдыха, например, катания на лыжах. Было обнаружено, что охлаждение ветром и температура не связаны с увеличением степени обморожения.

Анкетные исследования также использовались для определения эпидемиологии и предрасполагающих факторов CWI.Исследование Harirchi et al . ¹⁸ использовали анкету, которую раздали альпинистам в рамках поперечного исследования, проведенного за предыдущие 2 года альпинизма. Исследование показало, что у 637 респондентов заболеваемость составляет 366/1000 населения в год. Это исследование основывалось на самооценке и точном воспоминании событий за 2 года, которые могли вызвать предвзятость в результатах. Кроме того, в исследовании использовалась самодиагностика обморожения и основывались на индивидуальных ответах для выявления фоновой заболеваемости, которая могла вызвать дополнительную систематическую ошибку.Lehmuskallio и др. . ¹⁹ выполнили проспективное исследование частоты обморожений лица и ушей у финских призывников. Они ограничили исследование, изучив только молодых мужчин (средний возраст 19 лет). Сообщается, что частота обморожений составляет 1,8 на 1000 призывников. Эта цифра меньше, чем можно было бы ожидать, учитывая, что в период с 1976 по 1989 год пострадали 913 призывников. Данные об общей популяции, подверженной риску, в этом исследовании не представлены.

Эрвасти и др. . ²⁰ изучали аналогичную группу из 5893 финнов, поступивших на военную службу в период с июля 1995 года по январь 1996 года. Они попытались подсчитать продолжительность жизни и годовую частоту случаев обморожения среди этой популяции с помощью анкеты самоотчета. Сообщалось о 44% случаев возникновения пожизненных и 2,2% годовых. В этом исследовании также сообщается о 65% риске заболеваемости в течение всей жизни и 22% ежегодной заболеваемости у оленеводов.

Исследование Рейнольдса и др. . ²¹ оценили факторы риска CWI после 18-дневных зимних горных учений Корпуса морской пехоты США, используя анкету в дополнение к клинической оценке.В этом исследовании участвовало 365 морских пехотинцев. Заключительный осмотр стопы 141 морского пехотинца показал, что 11,9% страдали обморожением. В этом исследовании не было четкого определения «отморожения» или того, почему только 141 морской пехотинец прошел заключительный осмотр ног, что может быть ограничением в этом исследовании.

Для определения эпидемиологии NFCI, Tek и Mackey ²² сообщили только о NFCI в своем исследовании пехотного батальона морской пехоты США во время военных учений мирного времени. Они сообщили о 38 случаях (11%) из 358 человек, подвергшихся воздействию.Опять же, это исследование имеет заметную предвзятость, поскольку оно выявляет только пациентов, которые были госпитализированы, и поэтому они, возможно, занижают абсолютное количество случаев NFCI.

Daanen и van der Struijs ²³ определили CWI ретроспективно, используя вазодилатацию, вызванную холодом. Они обнаружили, что 54 из 1080 морских пехотинцев перенесли CWI после учений в Норвегии.

Во всех ранее упомянутых исследованиях изучались люди с относительно высоким риском. Нам не удалось выявить каких-либо крупномасштабных исследований, описывающих эпидемиологию CWI в нормальной популяции.

Факторы риска

Этническая принадлежность

DeGroot и др. . ¹⁴ обнаружили, что афроамериканские мужчины и женщины в 3,7 и 2,2 раза, соответственно, чаще страдают CWI, чем их европейские коллеги. Кроме того, Кэндлер и Айви ²⁴ обнаружили, что афроамериканские мужчины значительно более восприимчивы к обморожениям, чем мужчины европеоидной расы, в своем исследовании солдат (ОР = 3,94; 95% ДИ 2,77–5,59).

Интересно, что Тек и Макки ²² не обнаружили разницы в распространенности CWI между чернокожими и не чернокожими людьми, в то время как Рейнольдс и др. . ²¹ обнаружили, что белая этническая принадлежность является фактором риска развития любой травмы стопы в холодном климате, но не обязательно CWI.

В статье Даанена и ван дер Струийс ²³ было обнаружено, что у европеоидов был более высокий показатель «Индекса устойчивости к обморожениям» (RIF), чем у неевропейцев, хотя это не было статистически значимым.

Курение

В исследовании Даанен и ван дер Струийс, ²³ они обнаружили, что курильщики имеют более высокие баллы по шкале RIF, чем некурящие.Это говорит о том, что курение может защищать от CWI, поскольку считается, что более высокий показатель RIF снижает вероятность CWI в последующем анализе.

Однако Tek и Mackay ²² сообщили о незначительном увеличении CWI у курильщиков (14%) по сравнению с некурящими (9%) ( P = 0,09) ²² и Ervasti et al . ²⁰ обнаружили значительно повышенный риск CWI среди курильщиков.

Taylor ²⁵ не обнаружил связи между CWI и курением в ретроспективном исследовании 220 случаев, поступивших в эвакуационную больницу в Германии.Точно так же Lehmuskallio et al . ¹⁹ оценили курение в своем исследовании, основанном на вопроснике, но сообщили об «отсутствии корреляции» между обморожением и курением, без каких-либо статистических данных.

Пол

Распространенность CWI выше у мужчин, чем у женщин, в соотношении 10: 1. ¹² Это может быть связано с тем, что большинство исследований проводится во время военной службы и основано на спортсменах в холодную погоду, где в обоих случаях наблюдается тенденция к большей доле мужчин по сравнению с женщинами.

Исследование Тейлора ²⁵ показало, что нет разницы между полом и вероятностью развития CWI, хотя они не указали, было ли это для FCI или NFCI. ДеГрут и др. . ¹⁴ сообщили, что одинаковое количество мужчин и женщин на 100 000 (13,9 и 13,3, соответственно), получивших CWI, когда учитывались все расы.

Исследование Юоппери и др. . (2002) ²⁶ рассматривали госпитализацию пациентов с обморожениями в качестве первичного или вторичного диагноза с 1986 по 1995 год в Финляндии.Выявлено 1275 пациентов в возрасте от 0 до 89 лет. Частота обморожений у мужчин была выше во всех возрастных группах по сравнению с госпитализированными женщинами. Общая частота обморожений среди гражданского населения в этом исследовании составила 2,5 на 100 000 населения в год.

Возраст

Юоппери и др. . (2002) ²⁶ продемонстрировали линейное увеличение числа обморожений с увеличением возраста у пациентов мужского пола, поступивших в больницу, и лишь с небольшим увеличением возраста у женщин.

Предыдущий CWI

Cattermole ¹⁷ обнаружил значительную ( P <0,001) связь между предыдущим CWI и последующим CWI в своем 10-летнем исследовании CWI, проведенном Британской антарктической службой. В своей диссертации о заболеваниях, вызванных простудой, среди военных в среднем Уэльсе в период с ноября 1992 года по апрель 1994 года Ричардс ²⁷ отметил, что 12,5% людей, перенесших болезнь, вызванную простудой, ранее получали холодовые травмы.Уровень 1B

Одежда

Неадекватная одежда цитируется Харирчи и др. ., ¹⁸ Кэндлер и Айви, ²⁴ Нагпал и Шарма ²⁸ и Мерфи и др. . ¹² как фактор риска приобретения CWI. Lehmuskallio и др. . ¹⁹ обратил особое внимание на это и отметил, что обморожение ушей происходит, когда не надевают ушные вкладыши на головных уборах (отношение шансов 18,5), уши и щеки (обморожение), когда не надевают шарф (отношение шансов 2.1 и 3,8 соответственно) и обморожение щек при транспортировке в транспортных средствах с открытым верхом (отношение шансов 2,2) L evel 2B

Усталость

Кастеллани и др. . ²⁹ продемонстрировал значительное ( P <0,05) снижение внутренней температуры тела у 10 субъектов после изнурительных упражнений и последующего воздействия холода по сравнению с теми же 10 субъектами, подвергавшимися воздействию холода, которые были искусственно согреты. Это говорит о том, что изнурительные упражнения являются фактором риска изменения терморегуляторной реакции, предрасполагающего к переохлаждению.Уровень 2B

Погружение в холодную воду

Реакция терморегуляции человека на серийное погружение в холод изучалась Castellani et al . ³⁰ В этом исследовании восемь субъектов были погружены в воду при 20 ° C трижды в течение 1 дня («повторное воздействие»). В качестве «контрольной» группы те же восемь субъектов были погружены только один раз, через 1 неделю после первоначального повторного воздействия. По сравнению с «контрольной» группой, исследуемая группа продемонстрировала значительно ( P <0.05) более низкая ректальная температура, более низкая метаболическая выработка тепла и более высокий метаболический долг в результате многократного погружения в холодную воду. Это исследование пришло к выводу, что повторное погружение в холодную воду может ухудшить способность тела к терморегуляции для поддержания внутренней температуры, возможно, из-за механизма утомления. Уровень 1B

Обезвоживание

О’Брайен и др. . ³¹ изучали эффекты как гипертонической, так и изотонической дегидратации у девяти субъектов, которые впоследствии подвергались воздействию холода.Гипертоническое обезвоживание было достигнуто за счет индуцированного потоотделения у испытуемых. Изотоническое обезвоживание достигалось путем назначения испытуемым мочегонного средства. Гипер и изотоничность подтверждена анализом крови. Эуволемическая группа выступала в качестве контроля.

Исследование проводилось в искусственной среде и обнаружило незначительное ухудшение реакции сосудосуживающего средства на холод в группе с гипертонусом / обезвоживанием (что отражает тип обезвоживания, обнаруживаемый после упражнений). Числа в этом испытании были слишком малы для статистического анализа.В остальном испытание выглядело хорошо продуманным, и были учтены важные физиологические параметры. Уровень 2C

Диагностика

Обморожение и обморожение можно распознать клинически; однако на начальных этапах бывает сложно определить серьезность и степень травм. Могут пройти недели, прежде чем станет очевидным полное повреждение.

Характер травм от обморожения и незамерзания трудно предсказать, поскольку они «могут сосуществовать у одного человека или конечности», «хотя преобладающая форма травм обычно очевидна». ³²

Часто контекст и условия окружающей среды дают достаточно надежное указание на вероятный тип травмы, которого следует ожидать. Например, исследование Royal Marines ³³ в 1986 году показало, что большинство FCI происходили при температуре окружающей среды от -9 до -19 ° C. Эти FCI произошли у людей, которые были подготовлены к окружающей среде, и поэтому не указывают на непрофессиональную популяцию. Однако, как ни странно, может показаться, что для производства FCI обычно требуется более низкая температура.

Среди гражданского населения FCI редко возникают за пределами тех, кто участвует в деятельности или занятости, которая увеличивает их риск травм (альпинизм, рабочие охлаждаемых сред и рыбаки). ¹ Бездомные или те, кто оказался в ловушке на улице зимой, особенно в период праздников, всегда подвергаются повышенному риску заражения FCI.

Бездомные также подвергаются повышенному риску в течение года NFCI, которое не связано с замораживанием тканей, что отличает его как клинически, так и патологически от FCI. ² NFCI регулярно наблюдаются у солдат, но могут также присутствовать у любого, кто проводит длительные периоды с холодными мокрыми ногами. Сюда могут входить и те, кто работает вне дома, например, фермеры или жители холмов, но также могут быть посетители фестивалей или сотрудники полиции.

Hota and Singh ³ описали серию из 234 CWI. Они решили, что самая легкая форма травмы — это обморожение, которое можно определить по бледности и онемению. Военное определение морозного покоса — это «белая побелевшая область с парестезией, которая возвращается к норме после 30 минут прогрева приусадебного участка». ³⁴

Авторы продолжали описывать обморожения как локализованные поражения, которые становятся синюшными или красными и болезненными после повторного согревания. Однако британские военные классифицируют эти симптомы как легкое обморожение. Для определения обморожения Hota and Singh ³ использовали четыре степени: первая степень — отек и покраснение при отсутствии некроза. Вторая степень — образование волдырей и струпа на 2–3 неделе. Третьей степенью был полный некроз кожи с толстым гангренозным струпом примерно через 2 недели, а четвертой степенью была поражение всей толщины кожи и потеря придатков (пальцев рук и ног).В этом случае спонтанная ампутация обычно происходит примерно через 2 недели после травмы.

Дальнейшая классификация представлена ​​в таблице 2; это зависит от внешнего вида тканей после согревания. Очень сложно определить глубину и степень обморожения до повторного согревания тканей, потому что внешний вид выглядит одинаково независимо от степени травмы. Эта система классификации полезна для исследовательских целей, но не особенно полезна для прогнозирования вероятного исхода тканей.В результате во многих публикациях обморожение классифицируется как поверхностное, что соответствует обморожению первой и второй степени в таблице 2. Глубокий обморожение соответствует третьей и четвертой степени и, следовательно, рассматривается как поражение мышц, костей и суставов. ¹²

Классификация обморожений по четырем степеням ³²

Классификация обморожений по четырем степеням ³²

Imaging

Из-за трудностей с оценкой глубины и степени повреждения ткани на ранних стадиях, для оценки жизнеспособной ткани использовались многие формы визуализации.Были испытаны простая рентгенография, прямая лазерная визуализация (LDI), ³⁵ сканирование костей, ^36,37 магнитно-резонансная томография (MRI) ³⁸ и ангиография. Наиболее полезными из них были трехфазное сканирование костей и МРТ / МРА. Трехфазное сканирование костей (с использованием ⁹⁹ Tc) стало стандартным методом, используемым вскоре после травмы (2–3 дня). Ретроспективный обзор Cauchy et al . ³⁶ на 2-дневной точке предположили, что ⁹⁹ Сканирование Tc было точным предиктором уровня ампутации в 84% случаев.

На более ранней стадии после травмы (первые 24 часа) в отчете за 2011 год ³⁹ сделан вывод о том, что магнитно-резонансная ангиография (МРА) превосходит сканирование костей и имеет потенциальное преимущество, так как позволяет проиллюстрировать степень окклюзии сосудов вместе с жизнеспособностью окружающих тканей.

В настоящее время не проводились крупномасштабные исследования, подтверждающие необходимость ранней визуализации любым из упомянутых выше методов. Из-за этого использование сложных изображений в незначительных случаях FCI не рекомендуется. ² В случае подозрения на тяжелую FCI, при которой может потребоваться тканесохраняющая хирургия или тромболизис, рекомендуется как можно раньше провести комплексную визуализацию. ² Это должно принять форму сканирования костей 99Tc или, что более вероятно, MRA из-за его большей доступности и растущей тенденции использования таким образом. ³⁹

Незамерзание

NFCI возникают, когда ткани подвергаются длительному охлаждению, недостаточному для того, чтобы вызвать замораживание.Считается, что для развития NFCI необходимо воздействие температур ниже 15 ° C. ^4,37 (хотя аналогичные травмы могут возникнуть при более высоких температурах).

Хотя и FCI, и NFCI могут сосуществовать, для целей лечения преобладающая травма имеет прецедент, поскольку режим лечения для FCI отличается от режима лечения для NFCI. Патологический процесс, связанный с NFCI, по-видимому, зависит от длительного погружения в воду, а не только от низких температур. ⁴⁰ Paddy Foot — связанная с этим травма, которая возникает после длительного пребывания в воде при температуре до 29 ° C.Поэтому термин «холодовая травма» может не подходить для некоторых признанных синдромов.

Считается, что NFCI имеют четыре отдельные стадии в развитии симптомов. Четыре фазы — это фаза повреждения или воздействия холода, фаза сразу после травмы, фаза гиперемии и фаза после гиперемии; это показано в Таблице 3. ^41–43

Управление замораживающими и незамерзающими CWI

Важно определить, есть ли у пациента FCI или NFCI.Согревание в полевых условиях может быть предпринято в течение 30 минут, используя подмышечное тепло, чтобы определить, есть ли у пациента обморожение или обморожение. Если через полчаса согревания в поле симптомы полностью исчезнут без изменений кожи или парестезии, можно считать, что пациент перенес обморожение и не требует дальнейшего лечения, кроме постоянной осторожности, чтобы не допустить дальнейших травм. ³⁴ Однако, если у пациента наблюдается второй эпизод обморожения того же пальца, его следует рассматривать как перенесшего обморожение и лечить соответствующим образом. ³⁴ Помимо этого диагностического разогрева в полевых условиях, не следует предпринимать попыток разморозить пациента в полевых условиях, поскольку было продемонстрировано, что многократные циклы замораживания-оттаивания отрицательно влияют на исход пациента. ⁴⁴ Если нет признаков замороженной ткани, пациент должен рассматриваться как имеющий NFCI и лечиться соответствующим образом. После постановки диагноза FCI или NFCI их следует лечить в соответствии с диагнозом. Однако, если FCI и NFCI происходят одновременно, лечение должно быть сосредоточено на повреждении от обморожения вначале с последующим лечением травмы от переохлаждения. ³⁴

Лечение травм в холодную погоду

Текущие протоколы в значительной степени отражают исследование McCauley et al . ⁴⁵ Гипотермия должна быть устранена до лечения обморожения, а также обезвоживания с помощью пероральных или внутривенных жидкостей. ⁴ Уровень 1B

Существует корреляция между продолжительностью замораживания ткани и количеством времени, которое требуется для оттаивания. Однако нет прямой корреляции между продолжительностью замораживания ткани и повреждением ткани.Поэтому быстрая эвакуация в полевой госпиталь жизненно необходима. Во время эвакуации пациента следует держать подальше от батарей отопления или костров до тех пор, пока не будет достигнуто определенное согревание, чтобы избежать любого риска повторного замерзания, поскольку это связано со значительно худшими результатами, чем можно было бы ожидать от одной только первоначальной травмы. ³⁴ Уровень 1B

Во время согревания следует поощрять активные движения, но не активный массаж. Рекомендуется использовать гидромассажную ванну с температурой от 37 до 39 ° C, чтобы уменьшить боль, которую испытывает пациент.Конец вазоконстрикции обозначается, когда кожа приобретает красный / фиолетовый цвет, а ткань приобретает пластичную текстуру. ^2,12,45 Это может занять от четверти часа до часа в зависимости от степени обморожения. ^45–47 Рекомендуемым нестероидным противовоспалительным средством (НПВП) является ибупрофен 400 мг два раза в день, который в значительной степени заменил аспирин. Считается, что аспирин не подходит для лечения обморожений из-за его неселективной простагландиновой блокады, в том числе некоторых простациклинов, полезных для заживления ран. ^48,49 Размораживание связано с болью, поэтому необходимо назначать соответствующие анальгетики и при необходимости проводить профилактику столбняка. ⁴ Уровень 2B

Защита тканей от дальнейшего повреждения во время лечения имеет особое значение в период демаркации, который может быть продлен. Цифры должны быть защищены от абразивных повреждений соседними конструкциями; это можно уменьшить, поместив между ними мягкую повязку. ⁴ В отделении ортопедии следует приобрести мягкую аккомодационную обувь, чтобы защитить стопу и при этом сохранить функцию конечности.Раннее ортопедическое вмешательство в случае ампутации также важно, поскольку после обморожения часто возникает хроническая региональная боль; это также снизит чувствительность к прикосновениям у трети пациентов. ⁵⁰ Обувь, протезы и ортопедические изделия, изготовленные на заказ, также снизят вероятность развития хронических язв, которые могут стать злокачественными в восприимчивых тканях низкого качества. Уровень 1B

Существуют разногласия по поводу рутинного назначения антибиотиков и очистки волдырей.Антибиотики следует рассматривать с профилактической целью ⁵⁰ при тяжелых травмах, особенно при обморожении второй и третьей степени, когда есть волдыри и открытые повреждения тканей. ⁵¹ (Уровень 2C) Однако при наличии травмы, целлюлита или известной инфекции антибиотики необходимы. (Уровень 1B) Доказательства лечения и удаления волдырей являются слабыми. ⁴⁹ (Уровень 2C) Если волдыри ограничивают движение, то преимущества аспирации негеморрагических волдырей могут свести на нет любые риски.Удаление волдырей не должно проводиться в полевых условиях, чтобы уменьшить вероятность заражения, а также дать возможность точно оценить повреждение мягких тканей. ²⁷ Уровень 1C

Адъювантная терапия

За прошедшие годы были опробованы многие адъювантные методы лечения, чтобы попытаться предотвратить прогрессирующую ишемию кожи, наблюдаемую в фазе после оттаивания. Их механизм заключается в прерывании сужения сосудов, стаза сосудов, тромбоза и повреждения эндотелия. ⁴⁹ Исследования ожоговых ран в 1970-х и 1980-х годах показали, что основными агентами прогрессирующей ишемии кожи были продукты распада простаноидного каскада, простагландин E2 и F2 и, в частности, тромбоксан (TxA2). ^52,53 Robson and Heggers ¹³ демонстрируют, что эти медиаторы также присутствуют в жидкости пузырей от обморожения. Отсюда следует, что любое лекарство или вмешательство, которое ингибирует этот каскад, может быть полезным для уменьшения кожной ишемии и последующей потери ткани.По этой причине используются НПВП, блокирующие синтез простагландинов и тромбоксана.

НПВП могут использоваться не только для блокирования синтеза простагландинов, но и для обезболивания. Процесс согревания очень болезнен, поэтому для комфорта пациента следует использовать нестероидные препараты и опиаты. Следует рассмотреть возможность использования аспирина из-за его анальгетических и антиагрегантных свойств. ² Уровень 2B

Алоэ вера

Алоэ вера обладает антитромбоксановым действием. ⁵⁴ Хеггерс и др. . ⁵⁵ использовали модифицированный протокол лечения обморожения, включающий алоэ вера для местного антитромбоксанового действия и ибупрофен для системного контроля выработки простаноидов. ⁴⁹ Когда он использовался, общая потеря ткани и частота ампутации были уменьшены. Это была неоднородная популяция, представляющая пациентов, которые должны были обратиться к врачу. Уровень 2B

Гипербарический кислород

Экспериментальные исследования и исследования на людях с использованием гипербарической кислородной терапии (ГБО) появились в конце 1960-х годов. ^56–58 Теоретически это привлекательный метод из-за его способности увеличивать поступление растворенного кислорода в ткани и его связи с повышенным образованием капилляров и функцией лейкоцитов. ^59,60 Однако, хотя некоторые отдельные исследования и серии случаев на людях показали многообещающие результаты, его использование остается спорным, поскольку результаты были смешаны с результатами некоторых исследований на мышах и кроликах, которые не показали увеличения выживаемости тканей. ^58,61 В одном исследовании 32 пары кроликов подверглись гипербарической обработке или контролю после замораживания их задней лапы в диапазоне температур и обеспечения медленного согревания.Это исследование не показало никакой пользы с точки зрения потери тканей. Тот же автор повторил эксперимент с быстрым согреванием, и снова гипербарический кислород не оказал существенного влияния на потерю тканей. ^62,63 Повышение выживаемости тканей кролика наблюдалось, если гипербарический кислород подавался в течение 2 часов в день, а еще лучшая выживаемость была продемонстрирована, если он вводился в течение 24 часов после события. ^23,41,57,63 Однако, как и в случае с большинством методов лечения FCI, отсутствие единообразия травм, время до представления и лечение в полевых условиях затрудняют оценку эффективности этого метода.Уровень 2C

Тромболизис

Принимая во внимание, что основной источник повреждения тканей при обморожении происходит из-за тромбоза поврежденных сосудов, вызывающего ишемию, логично, что сохранение кровотока могло бы частично облегчить это потенциальное повреждение тканей.

Раньше применялись такие методы лечения, как внутривенное (IV) введение гепарина, хирургическая и медицинская симпатэктомия и низкомолекулярный (LMW) декстран. Экспериментальные исследования выживаемости тканей у кроликов использовали внутривенный тромболизис стрептокиназой.Одно конкретное исследование показало, что это было добавкой к быстрому согреванию, и, в отличие от быстрого согревания, его положительный эффект сохранялся через 12, 24 и 48 часов. ⁶⁴ Поскольку это показало многообещающие результаты, оно было в значительной степени воспроизведено в серии случаев заболевания людей с ретроспективным сравнением с более ранними случаями.

Шеридан и др. . ⁶⁵ попытались разработать алгоритм, по которому пациенты подходят для использования тромболитиков. Они предполагают, что ангиография должна быть сделана перед рассмотрением тромболизиса в сочетании с использованием тканевого активатора плазминогена (tPA), и что ангиографию следует повторять каждый день после лечения, чтобы оценить текущий ответ на лечение.

По общему мнению, tPA при раннем использовании (предпочтительно в течение 24 часов и после быстрого согревания) значительно снижает потерю ткани и последующую ампутацию. ^44,66 Одно исследование не показало значительной разницы между внутриартериальным (IA) и внутривенным тромболизисом с точки зрения выживаемости тканей; однако они испытали побочные эффекты в отношении IA tPA. ⁴⁴ Рекомендуется использовать tPA в сочетании с гепарином для уменьшения рецидивов микрососудистого тромбоза. ⁶⁵

Следует помнить, что реперфузия ишемической ткани может вызвать отек ткани, который может привести к фасциотомии. Пациенты, перенесшие тромболизис, должны находиться в условиях интенсивной терапии или интенсивной терапии. ¹² Уровень 1C

Сосудорасширяющие средства — медикаментозная и хирургическая симпатэктомия

Оригинальные исследования дали противоречивые взгляды на симпатэктомию в отношении времени, в течение которого ее следует выполнять после травмы. Регионарные симпатические блокады и ганглиоэктомии были предложены французскими авторами во время Второй мировой войны.Однако некоторые исследования показали, что ранняя симпатэктомия может иметь пагубный эффект. Обычно это включает использование резерпина или толазолина с немедленным началом действия за счет блокады альфа-адренорецепторов толазолина и последующего норадренергического истощения, вызванного респерином. ^67,68 Одно исследование на кроликах показало, что эти агенты могут быть полезны тем, у кого не было быстрого согревания. Однако, в отличие от внутривенных тромболитических средств, они не превосходили только быстрое согревание, но в комбинации они имели улучшенный эффект. ⁶⁸ Авторы обнаружили, что применение этих препаратов в ИА приводит к регионарной блокаде и меньшим системным эффектам. Уровень 2B

Илопрост является альтернативой хирургической симпатэктомии и снижает риск ампутации пальцев с 40% до 3%. Илопрост имеет преимущество перед тканевым фактором плазминогена, поскольку его можно вводить в обычном отделении и не требуется никакого радиологического вмешательства при его введении. Кроме того, его можно использовать у пациентов, перенесших сопутствующую травму, и его можно начинать после 24 часов без снижения эффективности препарата. ⁵¹ Уровень 1B

Хирургический

Раннее хирургическое вмешательство требуется редко. Как и при любой операции на ожогах, оценка омертвевших тканей может быть затруднена и постоянно развивается. Автоампутация — привлекательный вариант, который можно будет пересмотреть позже, если потребуется. Однако сильным показанием к хирургическому вмешательству является влажная гангрена и неконтролируемая инфекция. Очевидным недостатком этого является длительное пребывание в больнице и потеря рабочих дней с риском чрезмерной инфекции, и именно здесь методы визуализации, такие как радионуклеотидная ангиография со сканированием костей, оказались привлекательными при ранней оценке жизнеспособности для ранней обработки раны и покрытия кости. . ¹⁹ Уровень 2B

Несмотря на это, в литературе часто указывается, что белые или прозрачные волдыри, более поверхностные по своей природе, содержащие PGF2a и TXA2, должны быть очищены, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение подкожного сплетения. Однако геморрагические волдыри не несут такого риска, и их следует оставить нетронутыми. Несмотря на то, что жидкость может быть аспирирована, санация раны может привести к высыханию подлежащей ткани и преобразованию ее в полную толщину. ^34,69,70

Другие хирургические вмешательства, которые могут потребоваться, включают эшаротомию субстрата или фасциотомию для облегчения компартмент-синдрома и улучшения дистального кровообращения.Это редко требуется, но хирурги, работающие в таких средах, должны знать об этой возможности. Уровень 1Б (рис. 2)

Рис. 2

Лечение травм от переохлаждения.

Рис. 2

Лечение травм от переохлаждения.

Обработка незамерзающих КРИ

Как и в случае замораживания CWI, немедленное лечение заключается в удалении конечности и пациента из холодной влажной среды. Доказательств лечения NFCI гораздо меньше, чем для его замораживающего аналога; однако данные свидетельствуют о том, что:

Требуется медленное согревание при 37–39 ° C, поскольку быстрое согревание может усугубить травму. ⁴³ Опять же, следует избегать хирургического вмешательства до тех пор, пока не будет понятна степень повреждения, и может потребоваться ампутация для удаления участков гангрены. Уровень 1B

Рекомендуемое обезболивающее — амитриптилин с прегабалином или без него, поскольку традиционные опиоды, НПВП и габапентин не обладают такой же эффективностью. Есть доказательства того, что раннее вмешательство амитриптилина может уменьшить последствия хронической трудноизлечимой боли. ⁴¹ Уровень 2B.

Следует избегать симпатэктомии с помощью медицинских или хирургических средств, поскольку было продемонстрировано, что она вызывает средне- и долгосрочное ухудшение симптомов у пациента. ^4,34 Уровень 2B (Рис. 3)

Рис. 3

Лечение травм незамерзанием.

Рис. 3

Лечение травм незамерзанием.

Заключение

За последние 20 лет растущий интерес к отдыху на открытом воздухе в сочетании с резким увеличением числа бездомных привел к увеличению частоты воздействия как FCI, так и NFCI среди гражданского населения. ^2,39 FCI имеет значительную заболеваемость, которую можно свести к минимуму, если пациенты начнут лечение на ранней стадии, а использование изначально консервативного подхода снизит степень потери мягких тканей.Все методы лечения должны быть направлены на уменьшение потери ткани и оптимизацию функции остаточной конечности. Главный принцип — по возможности избегать раннего хирургического вмешательства, защищая при этом жизнь и здоровье.

Невозможно установить серьезность травмы на ранней стадии, и при необходимости следует искать дополнительные методы визуализации. В некоторых случаях медицинским бригадам следует рассмотреть возможность применения илопроста или тромболизиса. Однако в неопытных руках может быть нанесено дальнейшее ятрогенное повреждение; поэтому за советом следует обращаться в учреждения, обладающие соответствующим опытом, либо через телемедицину, либо лично.

Для улучшения лечения этого изнурительного состояния необходимы дальнейшие исследования в области управления NFCI.

Список литературы

Пост

PW

Доннер

DD

Обморожение мумии доколумбовой эпохи

Am J Phys Anthropol

1972

37

187

91

Hallam

МДж

Cubison

T

Dheansa

B

Лечение обморожения

BMJ

2010

341

c5864

Хота

ПК

Сингх

КДж

Лечение холодовых травм

Обновления Surg Res

2013

1

20

5

Имрай

CHE

Окли

EHN

Холодный перерыв убивает: болезни, связанные с переохлаждением в военной практике, обморожение и незамерзание

J R Армейский медицинский корпус

2006

152

218

22

Пирожинский

WJ

Webster

DR

Перераспределение K и Na при экспериментальном обморожении

Сург Форум

1953

3

665

70

Фогель

JE

Delton

AL

Обморожение руки

Clin Plast Surg

1989

16

565

76

Марцелл

LM

Jesudass

RR

Manson

PN

Морфологическая характеристика острого повреждения эндотелия сосудов кожи после обморожения

Пласт Реконстр Сург

1989

83

67

75

Борн

MH

Piepkorn

MW

Clayton

F

Анализ микрососудистых изменений при обморожении

J Surg Res

1986

40

26

35

Лазарь

HM

Hutto

W

Электрические ожоги и обморожения: особенности сосудистых повреждений

J Trauma

1982

22

581

5

Мельницы

WJ

Обморожение: метод борьбы с быстрым оттаиванием

Northwest Med

1966

65

119

25

Fuhrman

FA

Малиновый

JM

Изучает гангрену после холодовой травмы. Лечение холодовых травм путем немедленного быстрого согревания

J Clin Invest

1947

26

476

85

Мерфи

Дж

Banwell

P

Roberts

A

Обморожение: патогенез и лечение

J Trauma

2000

48

171

89

Робсон

MC

Heggers

JP

Оценка пузырьковой жидкости от обморожения руки как ключ к патогенезу

J Hand Surg

1981

6

43

7

DeGroot

DW

Castellani

JW

Williams

JO

Эпидемиология травм в результате холодной погоды в армии США, 1980–1999 гг.

Aviat Space Environ Med

2003

74

564

70

Ся

постоянного тока

Крушат

WM

Fagan

AB

Точность диагностического кодирования пациентов Medicare в системе перспективных платежей

NEJM

1988

318

352

5

Кэмпбелл

SE

Campbell

MK

Grimshaw

JM

Систематический обзор точности кодирования разряда

J Public Health Med

2001

23

205

11

Каттермол

ТДж

Эпидемиология холодовых травм в Антарктиде

Aviat Space Environ Med

1999

70

135

40

Харирчи

Я

Arvin

A

Vash

JH

Обморожение: заболеваемость и предрасполагающие факторы у альпинистов

Br J Sports Med

2005

39

898

901

Lehmuskallio

E

Lindholm

H

Koskenvuo

K

Обморожение лица и ушей: эпидемиологическое исследование факторов риска у финских призывников

Br Med J

1995

311

1661

3

Эрвасти

O

Juopperi

K

Kettunen

P

Возникновение обморожений и его факторы риска у молодых мужчин

Int J Circumpolar Health

2004

63

71

80

Рейнольдс

К

Williams

J

Miller

C

Травмы и факторы риска во время 18-дневных тренировок в горах «Морская зима»

Mil Med

2000

165

905

10

Тек

D

Макки

S

Ранение незамерзающим холодом в пехотном батальоне морской пехоты

J Wilderness Med

1993

4

353

7

Даанен

HAM

van der Struijs

NR

Индекс устойчивости к обморожениям как прогностический фактор холодовой травмы при арктических операциях

Aviat Space Environ Med

2005

76

1119

22

Кэндлер

WH

Айви

H

Ранения, нанесенные холодной погодой среди американских солдат на Аляске: пятилетний обзор

Mil Med

1997

162

788

91

Тейлор

MS

Травмы, вызванные холодной погодой, во время военных учений в мирное время

Mil Med

1992

157

602

4

Юоппери

К

Хасси

Дж

Эрвасти

О

Дребс

А

Найха

S

Частота обморожений и температура окружающей среды в Финляндии, 1986–1995 гг.Национальное исследование, основанное на госпитализации

Int J Circumpolar Health

2002

61

352

362

Ричардс

NCG

Диссертация о простудных заболеваниях среди военных в среднем Уэльсе с ноября 1992 по апрель 1994

Лондон

Факультет медицины труда Королевского медицинского колледжа

1996

Нагпал

BM

Шарма

R

Холодные травмы: озноб в пределах

MJAFI

2004

60

165

71

Кастеллани

JW

Young

AJ

Kain

JE

Терморегуляция при воздействии холода: эффекты предыдущих упражнений

J Appl Physiol

1999

87

247

52

Кастеллани

JW

Young

AJ

Sawka

MN

Реакции терморегуляции человека при серийных погружениях в холодную воду

J Appl Physiol

1998

85

204

9

О’Брайен

С

Янг

AJ

Sawka

MN

Гипогидратация и терморегуляция на холодном воздухе

J Appl Physiol

1998

84

185

9

Робертс

А

Краткое описание причинно-следственной связи травмы от холода

Лондон, Англия

MOD

2008

Армейское медицинское управление Климатические травмы в вооруженных силах: профилактика и лечение. Публикация совместных служб 539

Лондон

Министерство обороны

2003

Эрба

-П

Харби

P

Thacher

T

Раннее обнаружение изменений микроциркуляторной перфузии с помощью лазерной доплеровской камеры с высоким разрешением в реальном времени — пример обморожения

BMJ Case Rep

2011

Коши

E

Marsigny

B

Allamel

G

Значение сцинтиграфии с технецием 99 в прогнозе ампутации при тяжелых отморожениях конечностей: ретроспективное исследование 92 тяжелых обморожений

J Hand Surg Am

2000

25

969

78

Бхатнагар

А

Sarker

B

Sawroop

K

Диагностика, характеристика и оценка реакции на лечение обморожения с использованием пертехнетатовой сцинтиграфии: проспективное исследование

евро J Nucl Med Mol Imaging

2002

29.2

170

5

Баркер

JR

Haws

MJ

Brown

RE

Магнитно-резонансная томография тяжелых обморожений

Ann Plast Surg

1997

38

275

9

Хэндфорд

С

Бакстон

P

Russel

K

Frostbite: практический подход к управлению больницей

Extreme Physiol Med

2014

3

7

Акерс

WA

Paddy Foot: вариант синдрома стопы с погружением в теплую воду. Часть II. Полевые эксперименты, корреляция

Милит Мед

1974

139

613

21

Окли

EHN

Предлагаемые протоколы лечения холодовых травм. Отчет INM No. 2000.042

Госпорт, Великобритания

Институт морской медицины

2000

Юркович

ГДж

Травмы, вызванные воздействием холода

Surg Clinc North Am

2007

87

247

67

Томас

JR

Окли

EHN

Травма от холода, не связанного с замерзанием. Медицинские аспекты суровых условий окружающей среды

Том 1

Вашингтон, округ Колумбия

Институт Бордена

2001

467

90

Туми

JA

Пельтье

GL

Zera

RT

Открытое исследование по оценке безопасности и эффективности тканевого активатора плазминогена при лечении тяжелого обморожения

J Trauma

2005

59

1350

4

Макколи

RL

Hing

DN

Robson

MC

Отморожения: рациональный подход, основанный на патофизиологии

J Trauma

1983

23

143

7

Макинтош

SE

Hamonko

M

Freer

L

Общество дикой природы: Практическое руководство Общества дикой природы по профилактике и лечению обморожений

Wild Environ Med

2011

22

156

66

Мурковски

FH

Mandsager

R

Choromanski Hull-Jilly

D

Руководство штата Аляска по травмам от холода

Джуно

Департамент здравоохранения и социального обеспечения Аляски

2003

36

41

Имрай

С

Grieve

A

Dhillon

S

Холодные повреждения конечностей: обморожение и незамерзание

Postgrad Med J

2009

85

481

8

Бритт

ЛД

Dascombe

WH

Rodriguez

A

Новые горизонты в лечении переохлаждений и обморожений

Surg Clin North Am

1991

71

345

70

Хайра

HS

Coddington

T

Drew

A

Ортез на сухожилие надколенника — применение в качестве вспомогательного средства при заживлении утраты тканей нижних конечностей

евро J Vas Surg

1998

16

485

8

Рош-Нэгл

G

Мерфи

D

Коллинз

A

Опции управления обморожением

евро J Emerg Med

2008

15

173

5

Анггард

E

Йонссон

CE

Отток простагландинов в лимфу ошпаренной ткани

Acta Physiol Scand

1971

81

440

7

Артурсон

G

Простагландины в секрете ожоговой раны человека

Бернс

1977

3

112

8

Рейн

ТДж

Лондон

MD

Голуч

L

Антипростагландины и антитромбоксаны для лечения обморожений

Сург Форум

1980

34

557

9

Хеггерс

JP

Robson

MC

Manavalen

K

Экспериментальные и клинические наблюдения за отморожениями

Ann Emerg Med

1987

16

1056

62

Палата

MP

Garnham

JR

Simpson

BR

Обморожение: общие наблюдения и отчет о случаях лечения гипербарическим кислородом

Proc R Soc Med

1968

61

787

9

Окубое

JA

Фергюсон

CC

Использование гипербарического кислорода при лечении экспериментального обморожения. Канадский

J Surg

1968

11

78

84

Харденберг

E

Гипербарическое кислородное лечение экспериментального обморожения мыши

J Surg Res

1972

12

34

40

фон Хаймбург

D

Noah

EM

Sieckmann

UP

Гипербарическое кислородное лечение при глубоком отморожении обеих рук у мальчика

Бернс

2001

27

404

8

Уэллс

СН

Hart

ГБ

Измерения тканевых газов при воздействии гипербарического кислорода

Смит

G

Труды Шестого Международного конгресса по гипербарической медицине

Абердин, Великобритания

Aberdeen University Press

1977

118

24

Охота

ТК

Zederfeldt

B

Goldstick

TK

Кислород и лечение

Am J Surg

1969

118

521

5

Датчик

AA

Исикава

H

Зима

PM

Экспериментальное обморожение: влияние гипербарического кислорода на выживаемость тканей

Криобиология

1970

7

1

8

Датчик

AA

Исикава

H

Зима

PM

Экспериментальное отморожение и гипербарическая оксигенация

Хирургия

1969

66

1044

50

Салими

Z

Wolverson

M

Herbold

DR

Лечение обморожения стрептокиназой внутривенно: экспериментальное исследование на кроликах

AJR

1987

149

773

6

Шеридан

RL

Goldstein

MA

Stoddard

FJ

История болезни больницы общего профиля Массачусетса. Дело 41-2009.Мальчик 16 лет с переохлаждением и обморожением

N Engl J Med

2009

361

Брюн

кДж

Ballard

JR

Morris

SE

Снижение числа случаев ампутации при обморожении с помощью тромболитической терапии

Arch Surg

2007

142

546

53

Портер

JM

Wesche

DH

Rosch

J

Внутриартериальная симпатическая блокада в лечении клинического обморожения

Am J Surg

1976

132

625

30

Снайдер

RL

Портер

JM

Лечение экспериментального обморожения препаратами, блокирующими внутриартериальную симпатию

Хирургия

1975

77

557

61

Остер

LH

Обморожение

Хирургия кисти

1085

91

Хеггерс

JP

Loy

Gl

Robson

MC

Гистологическое исследование простагландинов и тромбоксана в обожженной ткани

J Surg Res

1980

28

110

7

© Автор, 2016. Опубликовано Oxford University Press. Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected]

Стойкость к замораживанию-оттаиванию

Когда вода замерзает, она расширяется примерно на 9 процентов. Когда вода во влажном бетоне замерзает, она создает давление в порах бетона.Если создаваемое давление превышает предел прочности бетона на разрыв, полость расширится и разорвется. Накопительный эффект последовательных циклов замораживания-оттаивания и разрушение пасты и заполнителя может в конечном итоге вызвать расширение и растрескивание, образование окалины и крошение бетона.

Противообледенительные химикаты для тротуаров включают хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид магния и хлорид калия. Эти химические вещества снижают температуру замерзания осадков, выпадающих на тротуары.Недавняя тенденция привела к появлению широкого спектра смесей этих материалов для улучшения характеристик при одновременном снижении затрат, а передовая практика показывает, что обильная дозировка раствора более четырех процентов имеет тенденцию к снижению вероятности образования накипи на поверхностях дорожного покрытия. Высокая концентрация антиобледенителя сокращает количество циклов замораживания и оттаивания дорожного покрытия за счет значительного снижения температуры замерзания.

Антиобледенители для специальных применений, таких как тротуары в аэропортах, требуют нехлоридных материалов для предотвращения повреждения самолетов.Список антиобледенителей, используемых для этих целей, включает мочевину, ацетат калия, пропиленгликоль и этиленгликоли.

Поскольку образование накипи на покрытиях всех типов вызвано физическим воздействием солей, использование высокопрочного (4000 фунтов на квадратный дюйм или более), воздухововлекающего бетона с низкой проницаемостью имеет решающее значение для обеспечения хорошей долговечности в этих применениях.

Таблица 11-5 15-го издания «Проектирование и контроль бетонных смесей» дает отличное руководство по эффективным температурам и включает влияние на бетон, практические пределы температуры, химическую форму и коррозию металлов.

D-Cracking — Растрескивание бетонного покрытия, вызванное разложением заполнителя в бетоне в результате замерзания-оттаивания, называется D-растрескиванием. D-образные трещины представляют собой близко расположенные трещины, параллельные поперечным и продольным швам, которые впоследствии многократно расширяются от швов к центру панели дорожного покрытия. D-растрескивание является функцией основных свойств определенных типов частиц заполнителя и окружающей среды, в которой находится дорожное покрытие.

Из-за естественного накопления воды под дорожным покрытием в слое основания и основания, заполнитель может со временем стать насыщенным. Затем при циклах замораживания и оттаивания в насыщенном заполнителе в нижней части плиты начинается растрескивание бетона и продолжается вверх, пока не достигнет изнашиваемой поверхности. Эту проблему можно уменьшить либо путем выбора агрегатов, которые лучше работают в циклах замораживания-оттаивания, либо, если необходимо использовать маргинальные агрегаты, путем уменьшения максимального размера частиц.Также может оказаться полезным установка эффективных дренажных систем для отвода свободной воды из-под тротуара.

Поперечное сечение воздухововлекающего (справа) и невововлекающего бетона. Воздушные пустоты большого размера — это захват воздуха. Маленькие пузырьки точечного размера (увлеченный воздух), равномерно распределенные в пасте, представляют собой полезные воздушные пустоты. Обратите внимание на сравнение с обычным выводом.

Воздухововлечение — Степень воздействия замораживания-оттаивания варьируется в зависимости от региона США.Местные погодные записи могут помочь определить серьезность воздействия. Устойчивость бетона к замерзанию и оттаиванию во влажном состоянии значительно повышается за счет использования специально втянутого воздуха. Крошечные пустоты с увлеченным воздухом действуют как пустые камеры в пасте, куда поступает замерзающая и мигрирующая вода, тем самым снижая давление в порах и предотвращая повреждение бетона. Бетон с низкой проницаемостью (то есть с низким водоцементным соотношением и адекватным отверждением) лучше выдерживает циклы замораживания-оттаивания.В редких случаях может происходить скопление воздушных пустот, что приводит к потере прочности на сжатие. Подробнее о кластеризации воздушных пустот.

Типичный пример покрытой окалиной бетонной поверхности

Предотвращение образования окалины в бетоне

Образование окалины определяется как общая потеря поверхностного раствора или раствора, окружающего крупные частицы заполнителя на поверхности бетона. Эта проблема обычно вызвана расширением воды из-за циклов замораживания и оттаивания и использования химикатов для борьбы с обледенением; однако бетон надлежащего качества, произведенный, обработанный и затвердевший, не должен подвергаться подобному разрушению.Существует четкая цепочка ответственности за производство устойчивого к образованию накипи бетона.

Крупным планом вид на ледяные вмятины в замороженном свежем бетоне. Образования кристаллов льда возникают в виде замерзания незатвердевшего бетона.

Замерзание. Бетон очень мало прочности при низких температурах. Соответственно, свежеуложенный бетон необходимо защищать от замерзания до тех пор, пока степень насыщения бетона не будет достаточно снижена за счет гидратации цемента.Время, за которое достигается это уменьшение, примерно соответствует времени, необходимому для достижения бетоном прочности на сжатие 500 фунтов на квадратный дюйм. Бетон, который будет подвергаться воздействию антиобледенителя, должен достичь прочности 4000 фунтов на квадратный дюйм перед повторными циклами замораживания и оттаивания.

Оптимизация использования летучей золы в бетоне Холодная погода и зимние условия могут быть сложными, когда бетон содержит летучую золу. Зольный бетон, особенно при использовании на более высоких уровнях, обычно имеет увеличенное время схватывания и медленный набор прочности, что приводит к низкой прочности в раннем возрасте и задержкам в темпах строительства.Кроме того, бетон, содержащий летучую золу, часто считается более восприимчивым к образованию накипи на поверхности при воздействии химикатов для борьбы с обледенением, чем бетон из портландцемента. Поэтому важно знать, как регулировать количество летучей золы, чтобы свести к минимуму недостатки и при этом максимизировать преимущества.

Архитектор высотной квартиры Bayview оптимизировал количество летучей золы на основе требований спецификации бетона, графика строительства и температуры.Он ограничил количество летучей золы в плитах на уклоне, уложенном в зимние месяцы, до 20 процентов. Если невозможно обеспечить адекватное отверждение или если бетон подвергается замерзанию и оттаиванию в присутствии антиобледенительных солей, количество летучей золы всегда должно быть менее 25 процентов. Подробнее об оптимизации использования летучей золы в бетоне.

Публикации

Различные бетоны требуют разной степени прочности в зависимости от окружающей среды и желаемых свойств. Руководство Specifer по долговечному бетону, EB221, предназначено для предоставления достаточной информации, чтобы позволить практикующему специалисту выбрать материалы и параметры конструкции смеси для получения прочного бетона в различных средах.

Оптимизация использования летучей золы в бетоне В обсуждаются вопросы, связанные с использованием летучей золы в бетоне от низкого до очень высокого уровня, и даются рекомендации по использованию летучей золы без ущерба для строительного процесса или качества готового продукта. Тематические исследования были выбраны в качестве примеров некоторых из наиболее требовательных применений зольного бетона для снижения ASR, устойчивости к хлоридам и экологичного строительства.

Технические аспекты замораживания, низкотемпературного хранения и размораживания стволовых клеток для клеточной терапии — FullText — Transfusion Medicine and Hemotherapy 2019, Vol.46, № 3

Аннотация

Коммерческая и клиническая разработка продуктов клеточной терапии неизбежно потребует криоконсервации и замороженного хранения клеточных исходных материалов, промежуточных продуктов и / или конечного продукта. Оптимизация криоконсервации так же важна, как и оптимизация процесса культивирования клеток для получения максимального выхода и стабильного конечного продукта. Субоптимальная криоконсервация может привести не только к вариациям от партии к партии, снижению функциональности клеток и снижению выхода клеток, но также к потенциальному отбору субпопуляций с генетическими или эпигенетическими характеристиками, отличными от исходной линии клеток.Нормативные требования также влияют на криоконсервацию, поскольку они потребуют надежного и воспроизводимого подхода к замораживанию, хранению и оттаиванию продукта. Это требует внимания ко всем аспектам применения низких температур: от выбора морозильного контейнера и криопротектора, используемой скорости охлаждения и способа его доставки, правильного обращения с замороженным материалом во время хранения и транспортировки до возможного размораживания продукт конечным пользователем. Каждый из них в большей или меньшей степени влияет на все остальные, и ни один из них не следует игнорировать.Эта статья призвана предоставить практические идеи и альтернативные решения технических проблем, с которыми сталкиваются при криоконсервации клеток для использования в клеточной терапии.

© 2019 S. Karger AG, Базель

Введение

Регенеративная медицина определяется как замена или регенерация человеческих клеток, тканей или органов для восстановления или восстановления нормального функционирования [1]. Он охватывает широкий спектр терапевтических методов от трансплантации органов и тканей до сложных тканевых каркасов и клеточной терапии, а также более традиционных методов лечения с использованием фармацевтических препаратов, биопрепаратов и устройств [2].Он включает в себя биопрепараты, производимые в больницах, такие как аутологичный костный мозг и стволовые клетки периферической крови (PBSC), а также продукты из аллогенных тканей, такие как пуповинная кровь (CB), сердечные клапаны и кожа с разделенной толщиной, производимая государственными / частными банками тканей. В последнее время эта область расширилась и включает ряд новых клеточных терапий, основанных на взрослых, эмбриональных (hESC) и индуцированных плюрипотентных стволовых клетках (iPSC), а также соматических клетках, причем акцент начинает смещаться в сторону вовлечения коммерческих биофармацевтических препаратов. часто в сотрудничестве с академическими и клиническими партнерами.

В отличие от традиционной терапии гемопоэтическими стволовыми клетками, новые клеточные методы лечения представляют собой дивергентный класс продуктов, которые, помимо классификации по типу клеток, также можно классифицировать по терапевтическим показаниям, статусу введения (аутологичный или аллогенный), уровню манипуляции, связанные с их производством, а также с помощью лежащих в их основе технологий [3]. С точки зрения регулирования в Европейском союзе (ЕС) эти недавно появившиеся клеточные методы лечения называются передовыми лекарственными средствами [4], которые далее подразделяются на технологической основе на соматические клетки, генную терапию и продукты тканевой инженерии.В США продукты клеточной терапии включают иммунотерапию, противораковые вакцины и другие виды терапии аутологичными и аллогенными клетками, в том числе с использованием гемопоэтических, взрослых и эмбриональных стволовых клеток [5].

На сегодняшний день на рынке появилось немного продуктов для клеточной терапии. По состоянию на конец 2015 года в Канаде, ЕС, Японии, Корее и США было 38 лицензированных продуктов клеточной терапии [6]. Более свежие данные по ЕС показывают, что разрешения на продажу были выданы в общей сложности для 10 лекарственных препаратов для современной терапии [7], при этом США одобрили 16 продуктов для клеточной и генной терапии по состоянию на декабрь 2018 г. [8].Несмотря на это, в настоящее время существует множество клинических испытаний, находящихся на различных этапах выполнения: в базе данных клинических испытаний перечислены 93 исследования мезенхимальных стволовых клеток (МСК) и 40 исследований с участием чЭСК и ИПСК для широкого спектра терапевтических применений [9, 10], в то время как потенциальные клеточной терапии привело к тому, что она была признана четвертой терапевтической опорой глобального здравоохранения [11].

Применение любой терапии для людей требует, чтобы она производилась и распространялась в рамках нормативной базы для обеспечения безопасности и эффективности.Эта структура включает не только производственный процесс, но также предшествующие события, такие как закупка исходных материалов, а также последующее хранение и распределение продукта. В случае клеточной терапии необходимость хранить клеточный материал или сохранять определенные клеточные атрибуты иногда в нескольких точках производственного процесса требует введения стадии криоконсервации. В недавнем исследовании, проведенном Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), более 80% заявлений MSC использовали криоконсервацию как часть производственного процесса для хранения и доставки своей продукции [12].

Криоконсервация дает значительное количество преимуществ: она устраняет необходимость поддерживать клетки в долговременной культуре с сопутствующими проблемами эпигенетических изменений и генетического дрейфа; он позволяет поддерживать желаемые фенотипы клеток за счет хранения основного и рабочего банков клеток; он позволяет помещать донорские клетки и конечный продукт в карантин для расширенного микробиологического тестирования, в то время как с коммерческой точки зрения он обеспечивает продукту срок годности и упрощает логистические проблемы, связанные с транспортировкой клеток внутри или между учреждениями.С терапевтической точки зрения он позволяет проводить несколько сеансов лечения с использованием одной и той же партии клеток и гибкость в выборе времени лечения для пациента.

Во время производства процесс криоконсервации иногда предшествует, а обычно следует за культивированием и размножением клеток, и является неотъемлемой частью банковского процесса. Сам конечный продукт, если он заморожен, необходимо будет хранить, транспортировать при соответствующей температуре ниже нуля и в конечном итоге разморозить перед введением пациенту. Таким образом, эффективность и стабильность конечного продукта так же зависят от этих процессов, как и от остальной части производственного процесса.Тем не менее, будучи ключевым компонентом, криоконсервация часто отходит на задний план по сравнению с другими областями биотехнологии, когда дело доходит до оптимизации и контроля. Отсутствие внимания к ключевому производственному процессу было определено как потенциальное узкое место в будущей разработке продуктов комплексной клеточной терапии [13, 14]. Поэтому глубокое понимание процесса криоконсервации, включая хранение при низкой температуре, жизненно важно для успешного коммерческого производства клеточной терапии.

Однако разнообразие клеточной терапии и большое разнообразие клеточных исходных материалов делает маловероятным достижение универсального процесса криоконсервации.Это делает еще более важным понимание и правильное применение фундаментальных принципов криобиологии. Подробные обзоры принципов криобиологии и биологической реакции клеток на воздействие отрицательных температур выходят за рамки данной статьи и могут быть найдены в других местах [15-17]. Целью данной статьи является определение технических проблем, общих для всех процессов криоконсервации, независимо от типа используемых клеток или тканей и формата, в котором проводится клеточная терапия.

Криоконсервация

Криоконсервация — это применение низких температур для сохранения структурной и функциональной целостности клеток и тканей, во время которых водная фаза обычно претерпевает фазовый переход с образованием льда. После замораживания клетки и ткани могут храниться в стабильном состоянии при условии, что достигнутая минусовая температура достаточно низкая: обычно при температуре жидкого азота (–196 ° C) или около нее. В качестве альтернативы, консервация может быть достигнута путем стеклования, которое представляет собой отверждение водной системы без кристаллизации и роста льда [18].Во время криоконсервации значительного выживания клеток и поддержания структурной целостности можно достичь только с помощью соединений, известных под общим названием криопротекторные агенты (CPA). В низкой концентрации CPA смягчают повреждение, вызванное медленным охлаждением, когда образование внеклеточного льда во время замораживания вызывает значительное увеличение концентрации повреждающих растворенных веществ. Используемые в высокой концентрации или в комбинации, они способствуют стеклованию при низких, реально достижимых скоростях охлаждения.

К сожалению, не все клетки и ткани одинаково реагируют на данный протокол криоконсервации. Различия в их физическом и биологическом составе, такие как проницаемость мембраны и отношение поверхности к объему, вызывают различные реакции на процесс криоконсервации, что приводит к различиям в жизнеспособности при последующем оттаивании. Более того, метаболическое и функциональное «здоровье» клеток, вступающих в процесс криоконсервации, будет влиять на результат, и концепция «мусор на входе — мусор на выходе» применима как к криоконсервации, так и к информатике.

Следовательно, необходимо не только оптимизировать процесс культивирования клеток, но и оптимизировать протокол криоконсервации для интересующего типа (ов) клеток, а не принимать готовый протокол, который, хотя и предлагает некоторое время после размораживания. восстановление, тем не менее, может привести к значительной потере жизнеспособности и функциональности. Эта потеря может достигать 60–70% с некоторыми описанными протоколами криоконсервации стволовых клеток, в зависимости от используемого анализа и времени его применения после размораживания [19].Хотя субоптимальная консервация может показаться приемлемой, учитывая способность клеток расширяться после оттаивания, она может оказывать нежелательное давление отбора, которое проявляется во время последующего культивирования. Более того, было показано, что субоптимальная криоконсервация приводит к хромосомным повреждениям и эпигенетическим изменениям [20], в то время как присутствие апоптотических и некротических клеток в конечном продукте перед нанесением пациенту может вызвать воспалительный ответ или вызвать аномальную иммунологическую реакцию [21]. ].Хотя обычно применялся эмпирический подход к оптимизации протокола криоконсервации, в контексте регулируемой клеточной терапии этот подход может быть нежелательным, и более подходящим может быть методологический или качественно-проектный подход [22, 23].

Криоконсервация может быть разделена на несколько взаимосвязанных элементов, каждый из которых требует контроля и каждый из которых представляет свои собственные технические проблемы:

• Выбор контейнерной системы

• Выбор CPA и транспортного средства

• Протокол для добавления CPA

• Выбор процесса замораживания или стеклования

• Режим охлаждения

• Условия хранения

• Размораживание и элюирование CPA

• Оценка жизнеспособности

Выбор контейнерной системы

Существует ряд вариантов замороженного хранения продуктов клеточной терапии, выбор которых будет зависеть от ряда факторов, включая предполагаемое использование клеток, плотность клеток и объем. обязательный.В дополнение к обеспечению стерильности для продуктов, предназначенных для лечения людей, будут действовать дополнительные нормативные требования, включая отсутствие биоактивных выщелачиваемых веществ и других твердых частиц, а также целостность укупорки во время хранения [24].

Криопробирки

Хотя использование стандартных криопробирок является обычной практикой, особенно для исследований и разработок, они вряд ли подходят для клинических или масштабных процессов и не считаются передовой практикой, поскольку представляют потенциальную опасность заражения хранимых клеток [25].Некоторые криопробирки имеют маркировку СЕ как IVD (например, Nunc ^TM ). Однако не все криопробирки поставляются стерильными. При использовании криопробирки следует использовать пробирки с уровнем гарантии стерильности 10 ^–6 в соответствии с ISO 1137 и / или подвергнутые гамма-облучению, если стерильность продукта является важным фактором. Хотя флаконы с прокладками и внутренней резьбой предпочтительнее флаконов с внешней резьбой с точки зрения загрязнения во время наполнения, они не обеспечивают заполнение закрытой системой или герметичное уплотнение во время низкотемпературного хранения: это важно, если образцы хранятся в жидкости. азот (LN ₂ ).Использование термоусадочной муфты в качестве внешней оболочки, особенно в сочетании с хранением в газовой фазе LN ₂ , может обеспечить дополнительный уровень защиты, хотя производитель не гарантирует герметичное уплотнение, и есть опасения, что процесс нагрева может повредить устройство. клетки. Был предложен альтернативный метод наложения рукавов, который, как было продемонстрировано, не оказывает вредного воздействия на выживаемость клеток во время нанесения и предотвращает попадание LN ₂ во время хранения в жидкой фазе [26].

Прослеживаемость и отслеживание образцов имеют большое значение в рамках нормативно-правовой базы, и это относится к замороженным промежуточным продуктам, а также к конечному продукту. Криопробирки с линейным и двумерным штрих-кодом доступны от ряда поставщиков оптом или в различных форматах, включая 48-пузырьковый формат SBS (например, Fluidx, www.brookslifesciences.com). Совсем недавно были введены RFID-метки, совместимые с температурами хранения LN ₂ и способные дооснащаться стандартными криопробирками (Cryogatt, www.cryogatt.com). Разрабатываются сверххолодостойкие чипы, которые при установке в отдельные криопробирки могут хранить не только подробную тепловую историю, но также подробную информацию о партии, результаты испытаний и другую соответствующую документацию по качеству [14].

Существуют альтернативы стандартным криопробиркам, которые больше подходят для клинического применения. Криогенные флаконы с закрытой системой CellSeal® (www.cookregentec.com) представляют собой систему с портами, которую можно запечатать с помощью стандартного RF-герметика [27], для которой была разработана полуавтоматическая система наполнения.CryoBioSystems (www.cryobiosystem.com) также разработала термосвариваемую криотрубку с той же изомерной смолой, которая используется в их трубочках для стеклования. Эти трубки имеют маркировку CE и классифицируются как медицинские устройства класса II. Также доступно устройство для герметизации трубок.

Замкнутые системы пластиковых альтернатив

Хотя автоматизированные системы для наполнения криопробирок существуют, они больше подходят для небольших партий в диапазоне от 10 до 100 флаконов. Системы контейнеров для крупномасштабного производства малых доз терапевтических клеток потребуют другого подхода как к контейнеру, так и к системе наполнения.Использование пластиковых флаконов закрытой системы в сочетании с технологиями фармацевтического наполнения позволит обрабатывать большие партии от нескольких сотен до нескольких тысяч флаконов.

Daikyo Crystal Zenith® прозрачные пластиковые флаконы для фармацевтических препаратов, изготовленные из циклического олефинового полимера (www.westpharma.com), успешно используются для криоконсервации MSC, замороженных и хранящихся при –196 ° C [28]. В уникальной системе, разработанной Aseptic Technologies (AT-Closed Vial®, www.aseptictech.com), используется предварительно закрытый стерильный флакон с перегородкой из термопласта, который можно замораживать и хранить при –196 ° C.Каждый флакон наполняется через иглу, вставленную через термопластичную перегородку, которая затем повторно герметизируется с помощью лазера. Доступны как ручные, так и автоматизированные системы заполнения, что делает эту систему очень универсальной [29].

Разработана коммерчески доступная газопроницаемая кассета с портами (CLINICELL®, www.mabio.net), подходящая как для культивирования клеток, так и для последующего замораживания и хранения в газовой фазе LN ₂ . Это позволяет замораживать in situ после замены культуральной среды на CPA [30].

Криопакеты

Замораживание больших количеств клеток необходимо для терапевтического банка клеток. Для этого потребуются либо большие объемы, либо уменьшенные объемы высококонцентрированных клеток. Кроме того, биореакторные системы часто требуют засева большим количеством клеток из рабочих банков клеток или заквасочных культур. Пакеты для замораживания, обычно используемые для криоконсервации стволовых клеток костного мозга и периферической крови, успешно используются для хранения замороженных клеточных линий млекопитающих [31].Системы закрытых мешков, которые могут устранить необходимость в дорогостоящих чистых помещениях, также были разработаны для PBSC. Здесь данные долгосрочного наблюдения показывают, что продукты сопоставимы с продуктами, производимыми в обычных чистых помещениях [32], и система была принята регулирующими органами ЕС [33]. Недавно было продемонстрировано использование замороженных «пакетов с семенами» (Cell Freeze®; https://www.chartermedical.com) для криоконсервации посевного материала большого объема, необходимого для биореакторов [34].

До недавнего времени доступные объемы заполнения (порядка 50–100 мл) ограничивали использование криопакетов в основном для криоконсервации костного мозга и PBSC. Хотя для криоконсервации CB в специализированных комбинированных системах замораживания / хранения с контролируемой скоростью (Thermogenesis BioArchive®, www.cescatherapeutics.com/) были доступны пакеты меньшего размера, мешки с небольшими объемами заполнения отсутствовали. Однако стали доступны многокамерные криопакеты с объемом заполнения до 6 мл на камеру (Cryostore ^TM , www.origen.com), что должно позволить использовать криопакеты в качестве предпочтительных контейнеров в будущих клеточных терапиях. Как и в случае с криопробирками, доступны пакеты с внешней оберткой, позволяющие «упаковывать в два пакета» первичный контейнер, чтобы снизить риск заражения и обеспечить стерильный внутренний пакет для непосредственного использования пациентом.

Соломинки и тарелки для витрификации

Если не используются сложные несколько CPA в комбинациях, которые позволяют стеклование при медленных скоростях охлаждения, существуют ограниченные варианты контейнеров, которые позволят обеспечить сверхбыстрые скорости охлаждения, необходимые для стеклования.Как правило, они ограничиваются трубочками для стеклования с открытым концом, которые создают значительные проблемы с загрязнением нестерильным LN ₂ . Метод «соломинка в соломе» для витрификации эмбрионов и нейросфер мышей был успешно использован [35], и были изучены методы криоконсервации ЭСК в криопробирках [36]. Недавно была разработана новая чашка для культивирования клеток (TWIST), подходящая для витрификации прикрепившихся клеток на основе планшетов [37], что имеет значение для криоконсервации клеток в форматах планшетов для широкого круга задач скрининга.

Выбор CPA

CPA защищают клетки преимущественно от разрушительного воздействия замораживания при низких скоростях охлаждения (то есть тех, которые обычно достигаются с помощью имеющихся в продаже устройств пассивного охлаждения [PCD] и морозильников с регулируемой скоростью [CRF]). При добавлении в достаточной концентрации они понижают точку замерзания раствора, уменьшая количество льда, образующегося при любой заданной минусовой температуре, тем самым снижая концентрацию солей в незамерзшей фракции и смягчая повреждение растворенных веществ.Также были продемонстрированы другие защитные эффекты, включая стабилизацию мембраны [38].

CPA можно разделить на две группы: проникающие CPA с низкой молекулярной массой (например, диметилсульфоксид [DMSO], глицерин, этиленгликоль и пропиленгликоль) и высокомолекулярные непроникающие агенты (например, сахароза, поливинилпирролидон и гидроксиэтилкрахмал).

Эффективность любого данного проникающего CPA будет зависеть в определенной степени от проницаемости для него типа клетки и любой химической токсичности, которую клетка может испытывать в результате этого.Степень защиты, обеспечиваемая CPA, будет зависеть от ряда переменных: концентрации, температуры воздействия, продолжительности воздействия, скорости и шагов концентрации, используемых при добавлении и удалении CPA, раствора-носителя, используемого для CPA, и любых других факторов. осмотическая буферизация, используемая при его удалении. Все они взаимодействуют, и их необходимо учитывать при оптимизации процесса криоконсервации, как и взаимодействие CPA с другими переменными, такими как скорость охлаждения и нагревания.

Осмотическое повреждение и химическая токсичность

Проникающие CPA, такие как ДМСО, проходят через клеточную мембрану медленнее, чем вода. Воздействие раствора, содержащего проникающий CPA, таким образом, приведет к временному осмотическому дисбалансу, поскольку вода выходит из клетки быстрее, чем проникающий CPA может проникнуть внутрь. Аналогичный осмотический переходный процесс будет происходить в обратном направлении во время удаления CPA, когда вода перемещается в ячейка движется быстрее, чем CPA. Эти осмотические переходные процессы необходимо контролировать, чтобы предотвратить повреждение клеток, поскольку клетки сокращаются или набухают за пределы допустимых пределов.

Хотя одностадийное добавление CPA, используемых в концентрациях <2M, часто считается безопасным, добавление последовательно увеличивающихся концентраций часто обеспечивает повышение выживаемости [39]. С другой стороны, разгрузка CPA за один этап, например центрифугирование клеток и замена раствором, не содержащим CPA, вероятно, приведет к повреждающим осмотическим переходным процессам, поскольку клетки подвергаются неограниченному набуханию клеток в ответ на осмотический дисбаланс. Двухэтапное разведение CPA (или даже протоколы многоступенчатого элюирования) или использование «осмотического буфера», такого как сахароза или маннит, во время разгрузки поможет предотвратить повреждающие осмотические переходные процессы [38].

Химическая токсичность — еще один потенциально опасный фактор, который необходимо учитывать; как в выборе CPA, так и в используемой концентрации [40]. Хотя с непроникающим CPA связано несколько токсических событий, способность проникающих CPA проникать в клетку, где они могут взаимодействовать с клеточными процессами, делает этот класс соединений более вероятным для демонстрации клеточной токсичности. Кроме того, время, отведенное для уравновешивания, и температура воздействия до замораживания, а также время контакта после оттаивания будут способствовать этой токсичности.Сокращение времени и снижение температуры во время загрузки и разгрузки поможет свести к минимуму нежелательные цитотоксические эффекты.

Автоматизированные системы розлива

После воздействия CPA сокращение времени до начала процесса замораживания поможет снизить нежелательные цитотоксические эффекты. При средних и больших размерах партий время, необходимое для ручного аликвотирования клеточной суспензии во флаконы, может быть значительным. Более того, поддерживать низкую температуру в чистом помещении часто бывает сложно.Единственная реальная альтернатива — сократить время воздействия за счет сокращения продолжительности процесса аликвотирования. Это дает дополнительное преимущество, заключающееся в снижении вероятности загрязнения в процессе асептического розлива. Доступны небольшие наполнители для укупорки-откупорки, такие как XSD-Biofill (www.brookslifesciences.com) и Fill-It (www.sartorius-stedim-tap.com), оба из которых обеспечивают автоматическое наполнение планшетов SBS в различных форматы. Оба устройства помещаются в шкаф микробиологической безопасности класса II, обеспечивая соблюдение требований к качеству воздуха для операций асептического наполнения.

Диметилсульфоксид

Самым широко используемым CPA, несомненно, является ДМСО. Сам по себе или в сочетании с другими проникающими и непроникающими CPA, это CPA выбора в большинстве случаев исследований и биобанков. Однако, несмотря на его эффективность в сохранении широкого разнообразия клеток и тканей и его длительное терапевтическое использование, особенно при криоконсервации PBSC и CB, были высказаны опасения в отношении его использования для клеточной терапии.

ДМСО, как известно, оказывает разнообразное воздействие на потенциал дифференцировки чЭСК [41] и может влиять на эпигенетический статус и вызывать апоптоз в некоторых клетках [42, 43].Однако эти эффекты обычно возникают после воздействия в течение многих часов или дней в культуре при 37 ° C — в условиях, отличных от тех, которые наблюдаются во время криоконсервации.

Клиническое воздействие ДМСО

Клинически сообщалось об аллергических реакциях, некоторые тяжелые и иногда со смертельным исходом, у пациентов, которым непосредственно вводили гемопоэтические стволовые клетки, содержащие ДМСО [44]. Однако недавнее проспективное многоцентровое эпиднадзорное исследование показало, что причиной этих реакций могут быть факторы, не связанные с CPA [45].Споры вокруг использования ДМСО привели к призыву провести надлежащую оценку проблем, связанных с его использованием [14].

Использование сыворотки и альтернатив сыворотке

Практически так же популярно, как и ДМСО, его использование с сывороткой животных, особенно с фетальной бычьей сывороткой (FBS). Используемый в концентрациях до 90% или, в более низких концентрациях в сочетании с культуральной средой, он был основным продуктом криоконсервации многих клеточных линий, хранящихся в банках. Использование FBS в разработке клинических методов лечения подвергалось сомнению как с микробиологической, так и с иммуногенной точек зрения.Однако в настоящее время он все еще разрешен в качестве вспомогательного вещества при производстве продуктов клеточной терапии, несмотря на широко распространенное мнение об обратном [46]. Mendicino et al. [12] обнаружили, что в большинстве нормативных документов на основе MSC описывается использование FBS где-то в производственной цепочке. Нормативные требования к его использованию, включая оценку риска, подтвержденные шаги по инактивации вирусов крупного рогатого скота и получение из географически утвержденных стада без прионов, были опубликованы как EMA, так и FDA [47, 48].

Развитие культуральных сред, не содержащих сыворотки и ксенонов, было отражено разработкой аналогичных CPA, не содержащих сыворотку / ксенон. Коммерчески доступные CPA, которые соответствуют этому критерию отсутствия сыворотки у животных, были доступны в течение некоторого времени. Собственный характер этих коммерческих предложений делает невозможным детальную оценку рисков CPA и ее компонентов. Однако FDA разрешило поставщикам предоставлять конфиденциальную информацию о своих CPA в форме мастер-файла лекарств (DMF).Использование CPA с DMF само по себе не является одобрением регулирующих органов, но его можно использовать при подаче клеточной терапии на одобрение регулирующих органов, если в заявке имеется перекрестная ссылка. Примеры коммерчески доступных CPA, некоторые из которых содержат DMFs FDA, можно найти в таблице 1.

Таблица 1.

Коммерчески доступные CPA и вспомогательные вещества ^a

Использование заменителей сыворотки как в коммерческих, так и в самоформулированных CPA , уже давно так. В течение многих лет раствор человеческого альбумина использовался в качестве наполнителя при криоконсервации PBSC в ДМСО.Совсем недавно лизат тромбоцитов человека был успешно использован в качестве вспомогательного вещества с ДМСО при криоконсервации стволовых клеток, полученных из жировой ткани [49]. Примеры коммерчески доступных лизатов тромбоцитов человека можно найти в Таблице 1.

Использование растворов для хранения «внутриклеточного типа»

Альтернативой средам, сыворотке и заменителям сыворотки, используемым в качестве растворов носителя для CPA, являются растворы для хранения при гипотермии. Среды и физиологические буферы (с / без сыворотки) часто использовались в качестве растворов носителя для CPA.Эти растворы «внеклеточного типа» имитируют ионный состав межклеточных жидкостей при нормотермической температуре. Однако, когда температуры опускаются ниже физиологических, растворы «внеклеточного типа» больше не уравновешивают ионные изменения и не обеспечивают достаточную буферную емкость для изменившихся условий. Было показано, что использование растворов «внутриклеточного типа», включая Unisol, Eurocollins и HypoThermosol (Таблица 1), улучшает результаты криоконсервации по сравнению с теми же CPA в растворах носителей «внеклеточного типа» [50, 51].

Самостоятельные составы CPA

Наличие стерильных CPA с маркировкой CE, таких как DMSO (таблица 1), и соответствующих растворов в качестве носителей означает, что растворы криопротекторов с самообразованием могут быть приготовлены на месте. Использование самоформулированных CPA, практика, обычно применяемая в исследовательской среде, хотя и потенциально выгодна на этапе оптимизации режима криозащиты, позволяя получить точные сведения о составе, тем не менее может представлять проблемы в дальнейшем.Дополнительные ресурсы потребуются для подтверждения этапа подготовки, а также для непрерывного контроля качества и микробиологического тестирования для обеспечения стерильности для каждой партии подготовленного КПЕС. Это может перевесить стоимость использования коммерчески доступных альтернатив.

Замораживание

В контексте этой статьи медленное охлаждение может быть определено как скорость охлаждения, достижимая с помощью PCD и некоторых CRF. Диапазон для этих охлаждаемых устройств без LN ₂ составляет ≤2 ° C / мин. LN ₂ -охлажденные CRF могут достигать скорости охлаждения примерно до 30 ° C / мин, что, опять же в контексте этой статьи, можно рассматривать как промежуточную или высокую скорость охлаждения.

Охлаждение водного раствора ниже точки его равновесной точки замерзания в какой-то момент приведет к образованию льда из воды. Спонтанное зародышеобразование льда — это случайное событие, которое может принимать две формы: гомогенное зародышеобразование (происходящее при температурах ниже –35 ° C) и гетерогенное зародышеобразование (событие, катализируемое поверхностью, происходящее при температурах примерно от –5 до –20 ° C). На практике в криоконсервированной системе зародышеобразование носит гетерогенный характер [52].

В клеточных суспензиях, даже когда концентрация клеток значительно выше, чем те, которые обычно встречаются во время банка клеток, зародышеобразование обычно происходит во внеклеточном компартменте гораздо большего размера, что приводит к наложению на клетки осмотического градиента в виде льда и солей в остаточных количествах. жидкая фаза концентрируется.Клетки будут реагировать на осмотическое неравновесие одним из двух способов — либо движением воды из клетки, либо внутриклеточным зарождением льда. Путь к восстановлению осмотического равновесия зависит от ряда факторов, включая водопроницаемость клеточной мембраны, соотношение поверхности / объема клетки и скорость изменения температуры: достаточно медленно, и клетки будут повторно уравновешиваться за счет сжатия; слишком быстро, клетки переохладятся и образуется внутриклеточный лед [18].

Оптимальная скорость охлаждения

Добавление CPA в систему будет преимущественно защищать клетки по мере замораживания от повреждений, связанных с увеличением концентрации растворенных веществ в остаточной жидкой фазе в диапазоне температур от –10 до –40 ° C .Охлаждение со скоростью, которая сводит к минимуму время воздействия в этом диапазоне, улучшит выживаемость клеток. С другой стороны, вероятность образования внутриклеточного льда (IIF) увеличивается за счет увеличения скорости охлаждения. Таким образом, скорость охлаждения, обеспечивающая максимальное выживание, зависит не только от биофизических параметров, специфичных для типа клеток, но также от типа и концентрации CPA. Изучение кривой выживаемости в зависимости от скорости охлаждения для ряда типов клеток покажет не только то, что выживаемость клеток представляет собой баланс между противодействующими силами повреждения растворенным веществом и IIF, но и что оптимальная скорость охлаждения может быть определена для любого данного типа клеток [15 , 16].Более того, такие оптимальные скорости охлаждения будут широко варьироваться в зависимости от типа ячейки.

На основе таких кривых выживаемости медленное охлаждение можно определить как любую скорость охлаждения, при которой клетка может реагировать на скорость изменения температуры за счет оттока воды, в то время как быстрое охлаждение можно приблизительно определить как то, при котором преобладает IIF. Это подчеркивает контекстуальный характер терминов «медленное» и «быстрое» охлаждение.

Переохлаждение: пока еще неконтролируемая переменная

Из всех событий, происходящих во время криоконсервации, переохлаждение является наименее контролируемым [53].Переохлаждение (или переохлаждение) — это разница температур между точкой равновесного плавления системы и температурой, при которой происходит зародышеобразование. Степень переохлаждения может сильно варьироваться между образцами, охлажденными в течение одного цикла охлаждения, с неконтролируемым переохлаждением, что приводит к изменению жизнеспособности и функции клеток после оттаивания от образца к образцу, что может повлиять на нормативные требования к стандартизации процесса и согласованности результатов. Зарождение ядра в условиях значительного переохлаждения приведет к быстрой кристаллизации льда, что может привести к повреждению клеток из-за IIF.Более того, большое выделение скрытой теплоты будет возвращать температуру системы к точке равновесного плавления и может привести к расширенному изотермическому плато, которое, если внешнее охлаждение будет продолжаться, приведет к увеличению разницы температур между образцом и его окружением. Это приведет к быстрому неоптимальному охлаждению системы после выделения скрытой теплоты. Установление запрограммированного поддержания температуры ниже нуля во многих протоколах CRF состоит в том, чтобы обеспечить высвобождение этого скрытого тепла и предотвратить быстрое неконтролируемое охлаждение образца.

Было показано, что контролируемая нуклеация льда благоприятна для большого числа типов клеток, включая МСК [54], и обычно используется в области оплодотворения in vitro. Однако его применению в биобанках и в области клеточной терапии в значительной степени не уделялось должного внимания. Это вполне может быть связано с тем, что методы индуцирования зародышеобразования в образцах: «затравка» льдом, быстрое изменение температуры, электрическое замораживание, давление, вибрация и агенты образования зародышей льда не только трудно стандартизировать или включить в стандартное оборудование для замораживания, но и не могут быть совместимы с требованиями надлежащей производственной практики (GMP).

Агенты образования льда, соответствующие требованиям GMP, уже некоторое время находятся в стадии разработки. IceStart ^TM (www.asymptote.co.uk), новый инертный зародышеобразующий материал, первоначально доступный в виде шариков, недавно был включен в формат многолуночного планшета для использования в высокопроизводительном скрининге. Однако о его совместимости с процессами цГМФ для какого-либо продукта клеточной терапии еще не сообщалось.

Пассивные охлаждающие устройства в сравнении с CRF

Устройства для замораживания ячеек делятся на два типа: PCD и CRF.Для достижения скорость охлаждения примерно 1 ° C / мин в диапазоне от –10 до –40 ° C (рис. 1A). Это достигается помещением контейнера в холодильник с температурой –80 ° C. Зарождение зародышей в этих устройствах является неконтролируемым, и достижение скоростей охлаждения, отличных от тех, которые предусмотрены для устройства, нелегко или постоянно достижимо.Хотя CoolCell® позволяет замораживать как криопробирки, так и контейнеры для клеточной терапии, такие как флакон Crystal Zenith, устройство Mr Frosty ограничивается стандартными криопробирками. Однако для обоих устройств ограничено количество криопробирок, которые могут быть заморожены в устройстве одновременно (6–12 флаконов / CoolCell® и 18 флаконов / Mr Frosty). CoolCell® FTS30 с большей производительностью обеспечивает повышенную производительность, но за счет более низкой, чем заявлено, скорости охлаждения в диапазоне от –10 до –40 ° C (рис. 1B).

Рис. 1.

Типичные кривые охлаждения для PCD. PCD работали в соответствии с инструкциями производителя. Термопары с тонкой проволокой (TWTc) вставляли через адаптированные крышки из PCD в центр специально адаптированных криопробирок, содержащих 1 мл CPA (10% DMSO в FBS). Затем они были помещены в PCD. Остальные пространства были заполнены криопробирками, содержащими 1 мл CPA. Все криопробирки уравновешивали при 20 ° C в течение от 20 до 30 минут перед переносом PCD в контролируемую морозильную камеру с контролируемым доступом до –80 ° C.Температура регистрировалась каждые 6 с в течение 5 ч с помощью многоканального регистратора данных. На рисунках показано положение TWTc. Средняя скорость охлаждения (MCR) между –10 и –40 ° C была основана на количестве технических повторов для каждого эксперимента, показанном на графике. В каждой группе было проведено минимум 3 эксперимента. A PCD Mr Frosty и CoolCell 12. B CoolCell FTS30 (обратите внимание на пониженную скорость охлаждения по сравнению с CoolCell 12). C Составные PCD. С двумя Mr Frostys обращались так же, как указано выше, но они были сложены друг на друга и помещены в одно отделение морозильной камеры с температурой –80 ° C.Из 4 показанных TWTc два были размещены в верхнем и два в нижнем PCD. Обратите внимание на значительно сниженную скорость охлаждения криопробирок в верхнем PCD.

С точки зрения GMP, недорогие PCD представляют некоторые дополнительные сложности. Если они не модифицированы, они не позволяют контролировать температуру во время процесса замораживания, а также не обеспечивают температурный профиль в целях обеспечения качества. Кроме того, источник холода также должен быть аттестован для демонстрации сверхнизкой однородности и стабильности при заданной температуре, в то время как во время цикла охлаждения должна быть обеспечена безопасность, чтобы предотвратить возникновение тепловых переходных процессов из-за несанкционированного доступа к холодильнику -80 ° C.Небольшая специализированная, аттестованная морозильная камера с контролируемой температурой, расположенная под столешницей до –80 ° C, часто является лучшим способом достижения необходимого уровня контроля. PCD также должны быть аттестованы, чтобы продемонстрировать соответствие заявленной скорости охлаждения.

В частности, Mr Frosty полагается на строгое соблюдение инструкций по эксплуатации для достижения указанной скорости охлаждения. В условиях, когда пространство морозильной камеры при сверхнизких температурах ограничено, соблюдение этих инструкций может быть затруднено, и штабелирование контейнеров не является чем-то необычным.Однако это приведет к значительному снижению скорости охлаждения (рис. 1C), и этого следует избегать. Также следует избегать частичной загрузки PCD, поскольку это может вызвать увеличение скорости охлаждения до 30% (данные не показаны).

Автоматизированные CRF делятся на два основных типа: активируемые соленоидом, системы с питанием от LN ₂ (например, серия Kryo 560, www.planer.com; серия Cryomed, www.thermofisher.com; серия 2101, www.custombiogenics.com. ) и цикл Стирлинга, LN ₂ -без системы с приводом от теплового насоса (например,г., Viafreeze, www.asymptote.co.uk; Cryocell, www.strexcell.com). Все эти системы являются программируемыми и допускают многоступенчатые профили охлаждения, и большинство из них позволяет замораживать самые разные флаконы и пакеты.

Системы с подачей LN ₂ способны контролировать охлаждение со скоростью примерно до 30 ° C / мин, хотя возможны и более высокие скорости. В процессе эксплуатации они могут достигать конечной температуры значительно ниже –100 ° C. Они основаны на испарении LN ₂ при попадании в охлаждающую камеру, которая затем выводится наружу через внешний порт.Это создает проблемы при использовании в чистом помещении как твердых частиц, так и микроорганизмов, присутствующих в нестерильном LN ₂ . Этого можно избежать, выводя газ из чистого помещения или перемещая криопробирки в прилегающую зону для замораживания. Однако конструкция камеры часто приводит к накоплению внутри нее водяного конденсата, который нелегко удалить и который может выступать в качестве потенциального источника роста микробов. По возможности перед замораживанием первичный контейнер следует перевернуть, чтобы предотвратить возможное загрязнение.

CRF цикла Стирлинга имеют то преимущество, что их можно использовать в условиях чистого помещения и доступны в конфигурациях, которые обслуживают ряд размеров банков клеток в различных форматах. Более того, в отличие от систем с питанием LN ₂ , которые обычно работают от источника LN ₂ объемом от 30 до 50 л, эти системы с электрическим приводом могут поддерживать заданную конечную температуру неограниченно долго. Они тоже могут достигать минусовых температур около –100 ° C. Режим отвода тепла требует тесного контакта между криопробиркой / пакетом и морозильной пластиной, и, хотя эти пластины могут быть изменены пользователем, их необходимо обработать, чтобы они точно соответствовали выбранной криопробирке / пакету.Ограничением этих систем является то, что скорость охлаждения образцов ограничена примерно 2 ° C / мин и ниже, поэтому типы ячеек с более быстрыми оптимальными скоростями охлаждения не подходят для этих систем.

Альтернативой CRF LN ₂ и двигателям цикла Стирлинга является система Thermogenesis BioArchive® (www.cescatherapeutics.com). Это комбинированный роботизированный резервуар для хранения CRF и LN ₂ , используемый в основном для хранения клинических данных о пуповинной крови. В устройстве используются небольшие пакеты замкнутой системы, удерживаемые в металлических кассетах, которые охлаждаются в газовой фазе над средой хранения LN ₂ .Управление скоростью охлаждения осуществляется с помощью вентилятора с компьютерным управлением, который продувает сверххолодный газообразный азот через кассету. После замораживания кассеты автоматически опускаются в слоты для хранения и хранятся под LN ₂ .

Недавно новый CRF (Cells Alive System, ABI Corp., Япония) был использован для криоконсервации плюрипотентных стволовых клеток [55]. Эта система включает в себя колеблющееся магнитное поле, и, хотя есть некоторые дискуссии о том, как система улучшает результаты криоконсервации [56], недавно была выдвинута гипотеза, которая предлагает способ действия [57].Несмотря на эти альтернативы, CRF с кормлением LN ₂ и управляемым циклом Стирлинга остаются основным выбором для крупномасштабной криоконсервации клеточной терапии.

Хранение и транспортировка

За исключением Северной Америки, где криоконсервированные эритроциты для клинического использования хранятся при -80 ° C (хотя и не без неблагоприятных изменений эритроцитов [58]), общепринято, что хранение при –80 ° C и выше приводит к прогрессирующему ухудшению качества и потере жизнеспособности.Было показано, что по сравнению с хранением при температуре ниже –135 ° C он хуже подходит для длительного хранения как клеток, так и тканей [59, 60]. Значительное ухудшение жизнеспособности было отмечено в мононуклеарных клетках периферической крови после 14 месяцев хранения при –80 ° C [61] и в PBSCs, где клоногенная способность утрачивалась всего за 5 месяцев [62]. Недавно было показано, что использование фиколла 70 в криопротекторной среде увеличивает срок хранения при –80 ° C в плюрипотентных стволовых клетках человека по крайней мере до 1 года [63]).

Тем не менее, для большинства клеточных терапий длительное хранение с минимальным повреждением основного и рабочего банков клеток, а также конечного продукта потребует хранения значительно ниже температуры стеклования (T _г ) системы. обсуждаемый. Обычно принимается равным T _г воды (приблизительно –135 ° C) и обычно достигается хранением в LN ₂ или выше. Хотя хранение под LN ₂ обеспечивает стабильную сверхнизкую температуру, проблемы контаминации [64] и хорошо задокументированный случай передачи гепатита B через LN ₂ [65] привели к изменению обычаев, так что хранение в газовая фаза выше LN ₂ в настоящее время является принятой и рекомендованной практикой.

Аргумент против хранения в газовой фазе был основан на термической нестабильности, характерной для морозильных камер хранения старого образца; где температура –100 ° C в верхней части системы инвентаризации не была редкостью. Использование медного теплового шунта или теплопроводной стеллажной системы — распространенные методы уменьшения этих температурных градиентов. Изотермические сосуды, в которых LN ₂ содержится во внешней рубашке, окружающей отделение для хранения, могут обеспечивать стабильную сверхнизкую температуру при условии, что в морозильную камеру постоянно поступает LN ₂ по запросу.Совсем недавно изменение конструкции морозильников LN ₂ в значительной степени устранило эти температурные градиенты, при этом стабильная температура под крышкой –180 ° C легко достижима (например, Chart MVE High Efficiency Series, www.chartindustries.com).

Стоимость и сложность доставки по запросу LN ₂ могут быть значительными, а наличие надежных механических морозильников со сверхнизкими температурами, способных поддерживать стабильные температуры до –150 ° C, является реальной альтернативой LN ₂ хранения.Исследования PBSC показали сопоставимость, по крайней мере в среднесрочной перспективе (до 5 лет), между клетками, хранящимися в механической морозильной камере, и клетками, хранящимися в газовой фазе LN ₂ [66].

При выборе между LN ₂ и механическим охлаждением следует учитывать дополнительные затраты, необходимые для отвода тепла, выделяемого механическими морозильниками, и возможные температурные переходные процессы, с которыми продукт может столкнуться во время доступа к морозильной камере. Хотя последнее также происходит при доступе к морозильникам LN ₂ , более низкая температура хранения, полученная в морозильнике LN ₂ , обеспечивает некоторую температурную «буферизацию» во время доступа.

Одной из областей низкотемпературного хранения, которой до недавнего времени уделялось мало внимания, является тепловая история хранимого продукта и, в частности, тепловые переходные процессы, возникающие в течение срока его хранения. Температурные переходные процессы возникают с образцами, когда штативы и ящики для образцов извлекаются из стабильной низкотемпературной среды морозильной камеры для аудита или комплектования и отправки. Температурный переходный процесс, испытываемый любым данным образцом, будет зависеть не только от продолжительности его нахождения вне среды хранения, но также от положения образца в контейнере для образца и изоляции, придаваемой ему окружающими образцами (рис.2). Кроме того, образцы в окружающих стеллажах будут испытывать тепловые переходные процессы, когда нагретый стеллаж возвращается в морозильную камеру (данные не показаны). Таким образом, образцы будут испытывать множественные тепловые переходные процессы в течение своего срока службы, когда окружающий материал добавляется в морозильную камеру и выводится из нее.

Рис. 2.

Влияние на температуру криопробирок, расположенных в разных положениях внутри криопробирки, извлечения инвентарной башни, содержащей криобокс, из хранилища LN ₂ .Термопары с тонкой проволокой (TWTc) вставляли в адаптированные криопробирки, содержащие 1 мл CPA, и помещали либо на периферию, либо в центр криопробирки 5 × 5. Ящики были либо заполнены до отказа, либо оставались пустыми. Температура регистрировалась каждые 60 с. Криопробирки нагревали со скоростью от 6,8 ° C / мин до 11,5 ° C / мин в зависимости от их расположения в коробке и степени изоляции, обеспечиваемой окружающими криопробирками. На рисунках показано положение TWTc.

Эффект тепловых переходных процессов во время хранения был предметом ряда недавних исследований, в которых наблюдались колебания температуры в замороженных хранимых мононуклеарных клетках периферической крови [67] или плацентарных МСК [68].В этих исследованиях, предназначенных для имитации событий в загруженных биохранилищах, клетки подвергались многократным температурным циклам между температурами газовой фазы LN ₂ и температурами до –60 ° C. Было обнаружено снижение извлечения и функциональности по сравнению со стабильным хранением в газовой фазе, когда количество циклов было> 20 и / или пиковая температура была выше -100 ° C. Было показано, что аналогичные эффекты циклического изменения температуры стеклования также влияют на структуру и работоспособность тканей [69].

Устройства, которые ограничивают тепловые переходные процессы, поддерживая стойки внутри низкотемпературного кожуха во время доступа, становятся доступными как для криопробирок, так и для пакетов (например, Biostore ^TM III, www.brookeslifesciences.com). Однако в настоящее время они не могут быть дооснащены существующими морозильниками для хранения LN ₂ и не защищают другие криопробирки, хранящиеся в том же криобоксе во время процесса отбора. Хотя такие устройства могут иметь некоторые преимущества, следует рассмотреть возможность отделения основных банков ячеек от запасов, которые могут подвергаться частой активности, чтобы уменьшить или избежать тепловых переходных процессов.

Аварийное восстановление

Внешнее вторичное хранение материалов для целей аварийного восстановления считается передовой практикой и может быть нормативным требованием при подготовке материалов для клинического применения. Материал обычно поступает из основного банка клеток, но раньше для таких целей также могут храниться запасы прекурсоров, а также архивный материал из подготовленных партий или партий. Многие биобанки и биохранилища предлагают такие объекты по лицензии соответствующих регулирующих органов.Прежде чем выбрать объект, его следует оценить на соответствие нормативным требованиям в рамках процесса выбора. Документальные доказательства того, что морозильные камеры для хранения прошли валидацию перед использованием, должны быть доступны для ознакомления, а в морозильных камерах следует постоянно контролировать температуру, при этом вывод температуры должен регулярно предоставляться пользователю в соответствии с соглашением об уровне обслуживания. Предприятие должно работать в соответствии с надежной системой управления качеством с задокументированными процедурами расследования и сообщения конечному пользователю о нежелательных явлениях.Доступ к помещению и морозильным камерам для хранения должен быть ограничен и контролироваться.

Транспортировка

Целостность образца и температурная стабильность также необходимо учитывать во время транспортировки, будь то внутри помещения (чтобы ограничить так называемое воздушное время между извлечением из хранилища и оттаиванием) [70] или во время транспортировки между площадками. Варианты в основном ограничены сухим льдом и LN ₂ , хотя доступны портативные криокулеры, использующие тот же принцип, что и CRF цикла Стирлинга (например,г., Stirling Shuttle ^TM , www.stirlingultracold.com).

Для транспортировки при температуре примерно –196 ° C (необходимо для предотвращения де-витрификации метастабильного застеклованного материала) доступны сухие грузоотправители LN ₂ , в которых жидкость абсорбируется инертным материалом молекулярного сита, которые будет поддерживать температуру до 14 дней при полной зарядке. Доступны различные размеры, некоторые из них подходят для внутрилабораторного использования (например, MVE Minimoover, www.chartindustries.com). Другие системы, также использующие LN ₂ , были разработаны специально для перемещения образцов по лаборатории (Cryopod ^TM , www.brookeslifesciences.com).

Транспортировка замороженных клеток на сухом льду в изолированных боксах при –80 ° C, пожалуй, самый распространенный метод транспортировки замороженных клеток. В отличие от сухих грузоотправителей, термотранспортные коробки обычно поддерживают температуру только в течение 24–48 часов, в зависимости от качества изоляции и количества используемого сухого льда, хотя некоторые коробки обеспечивают температурную стабильность до 120 часов (например, серия сухого льда PharmaTherm, www. intelsius.com).

Не менее важным, чем поддержание стабильной температуры, является возможность предоставить доказательства этого как для регуляторов, так и для конечного пользователя.Многие сухие грузоотправители доступны с крышками для регистрации температуры, а небольшие портативные регистраторы температуры доступны для использования как с сухими грузоотправителями, так и с транспортными ящиками для сухого льда. Устройства для предупреждения о химических веществах (например, индикаторы теплового воздействия Cryoguard ^TM , www.cryoguard.com) можно использовать вместе с такими системами регистрации данных, чтобы предоставить конечным пользователям визуальные доказательства того, что продукт поддерживает желаемую температуру во время транспортировки.

Хотя нет никаких ожиданий, что термотранспортные коробки будут возвращены получателем, это не относится к дорогим сухим грузоотправителям.Невозврат сухого грузоотправителя или его повреждение при транспортировке будет иметь значительные финансовые последствия. Поэтому, если было принято решение распространять материал с использованием сухих грузоотправителей, следует рассмотреть возможность использования сторонних логистических компаний, которые предоставляют пакеты для сухих грузоотправителей с регистрацией температуры (например, Cryoport Express®, www.cryoport.com). Это поможет снять часть логистической и административной нагрузки, связанной с транспортировкой сухими грузоотправителями, а также поможет обеспечить соблюдение сложных национальных и международных правил судоходства (подробную информацию см. В Simione and Sharp [71]).

Размораживание и элюирование CPA

Как и скорость охлаждения, скорость нагревания может иметь значительное влияние на восстановление клеток, при этом клетки могут быть повреждены из-за использования неподходящих протоколов размораживания и элюирования CPA. Важно быстрое согревание. Он не только сокращает время воздействия повреждающих концентраций растворенных веществ при таянии льда во время повторного нагревания, но также предотвращает потенциальное повреждение, вызванное перекристаллизацией внутриклеточного льда. Здесь скорость, необходимая для предотвращения рекристаллизации, по крайней мере на порядок больше, чем минимальная скорость охлаждения, приводящая к значительной IIF [13].Скорость нагревания имеет особое значение при рассмотрении переноса клеток из замороженного хранилища в место, где они должны быть разморожены. Даже короткие периоды времени на воздухе, в течение которых клетки подвергаются пассивному нагреванию с относительно медленной скоростью, могут вызвать повреждение клеток, особенно из-за IIF.

Самым простым и легким способом достижения быстрого нагрева является использование водяной бани 37 ° C. Практически повсеместное использование этой технологии, от лабораторных до криоконсервированных тканевых аллотрансплантатов в операционной и оттаивания гемопоэтических стволовых клеток у постели больного [72], привело к тому, что большинство протоколов криоконсервации были оптимизированы на фоне Скорость потепления достигается за счет его использования.Однако использование такого метода в среде GMP поднимает вопрос о потенциальном загрязнении и логистических проблемах при поддержании стерильности. Более того, возможность теплового разгона после того, как система расплавится, с сопутствующей опасностью подвергнуть клетки воздействию CPA при повышенных температурах, является проблематичной.

Сам процесс разогрева является нелинейным, с начальной высокой скоростью нагревания, которая уступает место гораздо более медленной скорости из-за большого теплового воздействия (скрытой теплоты плавления), необходимого при фазовом переходе.Необходимость управлять этим процессом как можно быстрее требует повышенных температур оттаивания, которые должны быть сбалансированы с учетом опасности теплового разгона. По этой причине стандартной практикой является встряхивание образца во время оттаивания для уменьшения температурных градиентов и удаление его из водяной бани, как только визуальный осмотр покажет рассеяние последних остатков ледяного шара. В конце оттаивания образцы должны быть холодными, а не теплыми.

Был принят ряд стратегий, позволяющих избежать использования водяной бани.Типичные скорости потепления, производимые некоторыми из этих альтернатив, показаны в таблице 2. Скорости потепления показаны в трех диапазонах: от –150 до –80 ° C (т. Е. Выше T _г и перекристаллизации льда), от –80 до –20 ° C (воздействие повышенных концентраций растворенных веществ) и от –20 до 0 ° C. Пассивное нагревание на воздухе на столе или в инкубаторе 37 ° C — неподходящая альтернатива и может привести к снижению жизнеспособности [70]. Хотя замена воды в водяной бане на теплопроводящие шарики приводит к более быстрому нагреванию, это ненадежно из-за температурных градиентов в ванне и поперек нее (данные не показаны).Использование CoolRack ^TM (www.biocision.com), сделанного из теплопроводящего материала, который предварительно нагревают и хранят в инкубаторе 37 ° C, обеспечивает скорость нагрева, аналогичную той, которая обеспечивается Biocision ThawStar ^TM ( www.asterobio.com), автоматизированная система сухого размораживания, обеспечивающая воспроизводимое и быстрое нагревание.

Таблица 2.

Скорость нагрева, достигаемая с использованием различных устройств для оттаивания ^a

С точки зрения обеспечения качества, автоматизированные системы, которые обеспечивают стандартизованную, воспроизводимую скорость нагрева и, в некоторых случаях, считывание температуры процесса оттаивания для целей отслеживания предпочтительны.В дополнение к ThawStar ^TM , который доступен во множестве флаконов, автоматизированные системы регистрации данных доступны от Cook Regentec (CellSeal®, www.cookregentec.com) и обещаны GE Healthcare (VIAThaw SC).

Системы сухого размораживания пакетов в течение некоторого времени были обычным явлением в секторе банков крови, и в дополнение к используемым там устройствам для замороженных пакетов доступны автоматизированные системы размораживания, аналогичные системам для криопробирок (VIAThaw CB1000, www.asymptote .co.uk; SmartThaw ^TM , www.cpsibiotech.com; ThawStar CB, www.astrobio.com). Все они могут быть использованы для размораживания гемопоэтических клеток и других клеток, замороженных в пакетах, и, как было показано, обеспечивают сравнимое восстановление после размораживания после размораживания на водяной бане [73].

Элюирование CPA

После размораживания клетки снова будут подвергаться воздействию CPA с сопутствующей опасностью химической токсичности при хранении при слишком высокой температуре. Это можно смягчить, снизив температуру (т.е. поддерживая клетки на уровне около 4 ° C), используя более низкую концентрацию CPA во время замораживания (при условии, что она обеспечивает оптимальную криозащиту) или элюируя его из системы.Опасность перегрева может быть более значительной, когда речь идет о коммерческих CPA, использующих транспортные средства «внутриклеточного типа». Они созданы для гипотермической поддержки, и клетки могут быть более чувствительны к этим растворам в условиях нормотермической культуры после размораживания.

Как уже обсуждалось, элюирование CPA, если его проводить ненадлежащим образом, может привести к осмотическому шоку и потере жизнеспособности, поскольку клетки набухают и разрываются. Протоколы одноэтапной элюции, такие как центрифугирование и немедленное ресуспендирование в среде без CPA, должны быть исследованы на предмет их влияния на жизнеспособность после оттаивания, и следует рассмотреть пошаговые протоколы или использование «осмотических буферов» (например.g., сахароза, маннитол) для уменьшения набухания клеток во время удаления CPA.

Описаны автоматизированные системы отмывки GMP [74]. Однако эти системы, основанные на непрерывном центрифугировании или фильтрации с тангенциальным потоком, подходят только для концентрирования клеток из больших объемов перед процессом криоконсервации. Автоматическая промывочная система для удаления CPA и клеточного мусора была недавно описана [75], но еще не коммерчески доступна (www.closedcellsystems.com).

Использование добавок

В дополнение к включению материалов в CPA для контроля образования льда, соединения могут быть добавлены либо в CPA, либо в культуральную среду после размораживания, чтобы контролировать индуцированную криоконсервацией гибель клеток с отсроченным началом через стратегия целенаправленного апоптотического контроля [18, 50].Такие соединения включают акцепторы свободных радикалов, хелаторы ионов и ингибиторы протеаз, а также как ингибиторы каспаз, так и ингибиторы Rho-киназы (ROCK), которые нацелены на апоптотический каскад. Было показано, что многие из них уменьшают апоптоз, вызванный криоконсервацией, в ПСХ [18], и по крайней мере один из них, ингибитор ROCK пинацидил, является одобренным FDA соединением [76].

Оценка жизнеспособности

Неотъемлемой частью оптимизации процесса криоконсервации является применение надежного и репрезентативного набора тестов на жизнеспособность и функциональность, которые точно оценивают состояние клетки после оттаивания.Выбор времени для применения этих анализов после размораживания в настоящее время рассматривается как решающий, если необходимо добиться надежной оценки параметров, управляющих процессом криоконсервации. Более того, выбор анализов должен отражать функциональные результаты, ожидаемые от клетки или клеточной терапии, и потенциал для отбора субпопуляций посредством геномных и эпигенетических изменений в выжившей клеточной популяции [63, 77].

Baust et al. [70] выступали за четырехуровневый подход к оценке жизнеспособности, который включает оценку целостности мембраны, молекулярных (апоптотических / некротических) механизмов, функциональности (применимой, где это возможно, к функциям, которые представляют предполагаемое использование клеток) и «биохимический анализ». механизмы »(включая геномный, эпигенетический и протеомный анализы).Этот многоуровневый подход хорошо соответствует нормативным требованиям для демонстрации идентичности, чистоты и стабильности продуктов клеточной терапии [25].

Помимо выбора анализа, время нанесения также имеет решающее значение для получения точной картины жизнеспособности после оттаивания. Оценка сразу после оттаивания, вероятно, приведет к переоценке восстановления клеток, поскольку значительная степень гибели клеток произойдет через 24–48 часов после оттаивания. Эта отсроченная гибель клеток, проявление апоптотических и некротических процессов, будет пропущена, если жизнеспособность будет оценена сразу после оттаивания или после нескольких пассажей в культуре.

«Здоровье» клеток, подвергающихся криоконсервации, повлияет на результат после размораживания. Было показано, что клетки, подвергшиеся стрессу из-за неоптимальных условий культивирования до криоконсервации, имели пониженную жизнеспособность и функцию после оттаивания по сравнению с нестрессированными клетками [70]. Хотя перед криоконсервацией обычно используют простой анализ, такой как трипановый синий, он сам по себе может не предоставить достаточной информации о «качестве» клеток, особенно в случае PSC, где сохраняется способность к самообновлению и дифференцировке. необходимы.Это свидетельствует в пользу применения многоуровневого подхода или, по крайней мере, его упрощенной версии к клеткам до криоконсервации, а также после размораживания.

Также важно понимание анализа и контекста, в котором он применяется. Простые анализы, такие как анализ целостности мембраны трипановым синим, могут недооценивать или переоценивать жизнеспособность в зависимости от текучести мембраны после оттаивания, типа клеток и продолжительности воздействия красителя. Использование Alamar Blue, популярного нетоксичного окислительно-восстановительного индикатора для анализа клеточного метаболизма (и, следовательно, выживаемости клеток), может дать ложные результаты в присутствии восстановленного глутатиона (компонента некоторых растворов для хранения при гипотермии) [78].

Выводы

Производство и доставка продуктов клеточной терапии неизбежно потребует криоконсервации и замороженного хранения клеточных исходных материалов, промежуточных продуктов и / или конечного продукта. Оптимизация условий культивирования для обеспечения максимального выхода и стабильного конечного продукта рассматривается как необходимая часть разработки и валидации процесса, однако часто процесс криоконсервации в значительной степени игнорируется, а субоптимальная жизнеспособность после оттаивания допускается из-за емкости оставшихся жизнеспособных ячейки для расширения.Однако неоптимальная криоконсервация не только снижает жизнеспособность клеток, но также может привести к изменчивости от партии к партии и, возможно, к генетическим и эпигенетическим изменениям, которые могут поставить под угрозу производственный процесс, в то время как неблагоприятные условия хранения могут снизить эффективность конечного продукта.

Таким образом, оптимизация процесса криоконсервации так же важна, как и оптимизация условий культивирования, и внимание ко всем элементам холодовой цепи необходимо для поддержания жизнеспособности и функциональности клеток.Необходимость клеточной терапии для соответствия нормативным требованиям означает, что большую часть материалов и оборудования, предназначенных для использования в лабораториях, необходимо будет повторно оценить на предмет соответствия назначению. Оборудование потребует формальной валидации, в то время как CPA, другие вспомогательные вещества и расходные материалы необходимо будет оценить риск на предмет их пригодности для использования в терапевтических целях. Протоколы криоконсервации необходимо будет разрабатывать с учетом потребностей как регулирующих органов, так и конечных пользователей, а не ретроспективно создавать на основе лабораторных протоколов, не подходящих для окончательного терапевтического применения.Развитие контейнерных технологий в сочетании с коммерчески доступными CPA, соответствующими GMP, новыми и адаптированными технологиями для замораживания и оттаивания, а также улучшениями в низкотемпературном хранении и распределении теперь обеспечивают платформу, на которой оптимизированные протоколы криоконсервации могут эффективно способствовать будущему развитию клеточная терапия.

Заявление об этике

Автор не имеет никаких этических конфликтов, которые следует раскрывать.

Заявление о раскрытии информации

Автор не заявляет о конфликте интересов.

Список литературы

1. Мейсон С., Даннил П. Краткое определение регенеративной медицины. Regen Med. 2008, январь; 3 (1): 1–5.
2. Комитет Палаты лордов по науке и технологиям.Регенеративная медицина, HL23, первый отчет сессии 2013-14. Стационарный офис; 2013 г., ISBN 9780108551109.
3. Mount NM, Ward SJ, Kefalas P, Hyllner J. Классификация технологий клеточной терапии и проблемы трансляции. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2015 Октябрь; 370 (1680): 20150017.
4. Лекарственные средства современной терапии. https://www.ema.europa.eu/en/human-regulatory/overview/advanced-therapy-medicinal-products
5. Клеточная терапия.https://www.fda.gov/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/default.htm
6. Петриччиани Дж., Хаякава Т., Стейси Дж., Трувин Дж. Х., Кнежевич И. Научные соображения для регуляторной оценки продуктов клеточной терапии. Биологические препараты. 2017 ноя; 50: 20–6.
7. Европейское агентство по лекарственным средствам.Годовой отчет за 2017 год. Https://www.ema.europa.eu/documents/annual-report/2017-annual-report-european-medicines-agency_en.pdf
8. Агентство по контролю за продуктами и лекарствами. Утвержденные продукты для клеточной и генной терапии. https://www.fda.gov/BiologicsBloodVaccines/CellularGeneTherapyProducts/ApprovedProducts/default.htm
9. База данных клинических испытаний. Доступно по адресу: https://www.clinicaltrials.gov (с использованием поисковых терминов «мезенхимальные стволовые клетки» И «аллогенные» И «терапия стволовыми клетками» И «человеческий» для испытаний МСК и поисковые запросы «ES-клетки» ИЛИ «эмбриональные стволовые клетки» ИЛИ «iPS-клетки» ИЛИ «индуцированные плюрипотентные клетки» И «интервенционные исследования» для испытаний hESC / iPSC).По состоянию на январь 2019 г.
10. Мартин У. Терапевтическое применение плюрипотентных стволовых клеток: проблемы и риски. Фронт Мед (Лозанна). 2017 Декабрь; 4: 229.
11. Мейсон С., Бриндли Д.А., Калм-Сеймур Е.Дж., Дэви Н.Л.Индустрия клеточной терапии: глобальный бизнес на миллиард долларов с неограниченным потенциалом. Regen Med. 2011 Май; 6 (3): 265–72.
12. Мендичино М., Бейли А.М., Воннакотт К., Пури Р.К., Бауэр С.Р. Характеристика продуктов на основе МСК для клинических испытаний: взгляд FDA. Стволовая клетка. 2014 Февраль; 14 (2): 141–5.
13. Льюис Дж. К., Бишоф Дж. К., Браславский И., Брокбанк К. Г., Фахи Дж. М., Фуллер Б. Дж. И др. Грандиозные проблемы банкинга органов: материалы первого глобального саммита по сложной криоконсервации тканей. Криобиология. 2016 Апрель; 72 (2): 169–82.
14. Стейси Г.Н., Коннон С.Дж., Купман К., Диксон А.Дж., Фуллер Б., Хант С.Дж. и др.Сохранение и стабильность продуктов клеточной терапии: рекомендации экспертного семинара. Regen Med. Июль 2017; 12 (5): 553–64.
15. Мазур П. Принципы криобиологии. В: Fuller BJ, Lane N, Benson EE, редакторы. Жизнь в замороженном состоянии. Бока-Ратон: CRC Press; 2004. С. 3–65.
16. Малдрю К., Акер Дж. П., Эллиот Дж. А., МакГанн Л. Э. Переход от воды к льду: последствия для живых клеток. В: Fuller BJ, Lane N, Benson EE, редакторы. Жизнь в замороженном состоянии. Бока-Ратон: CRC Press; 2004. С. 67–108.
17. Фахи GM, Вук Б.Принципы криоконсервации путем витрификации. Методы Мол биол. 2015; 1257: 21–82.
18. Охота на CJ. Криоконсервация: стеклование и охлаждение с контролируемой скоростью. Методы Мол биол. 2017; 1590: 41–77.
19. Охота на CJ.Криоконсервация стволовых клеток человека для клинического применения: обзор. Transfus Med Hemother. 2011. 38 (2): 107–23.
20. Rajamani K, Li Y-S, Hseih D-K, Lin S-Z, Harn H-J, Chiou T.W. Генетическая и эпигенетическая нестабильность стволовых клеток. Трансплантация клеток. 2014; 23: 417–33.
21. Hotchkiss RS, Strasser A, McDunn JE, Swanson PE.Смерть клетки. N Engl J Med. Октябрь 2009 г.; 361 (16): 1570–83.
22. Hunt CJ, Pegg DE, Armitage SE. Оптимизация протоколов криоконсервации гематопоэтических клеток-предшественников: методологический подход для пуповинной крови. Крио письма. Март-апрель 2006 г.; 27 (2): 73–86.
23. Митчелл П.Д., Рэтклифф Э., Хурд П., Уильямс Д.Дж., Томас Р.Дж.Качественный подход к снижению риска и оптимизации процессов криоконсервации эмбриональных стволовых клеток человека. Tissue Eng Часть C Методы. 2014 декабрь; 20 (12): 941–50.
24. Кларк Д., Стэнтон Дж., Пауэрс Д., Карниели О., Нахум С., Абрахам Е. и др. Управление частицами в клеточной терапии: руководство по передовой практике.Цитотерапия. 2016 Сен; 18 (9): 1063–76.
25. Эндрюс П.В., Бейкер Д., Бенвинисти Н., Миранда Б., Брюс К., Брюстле О. и др. Вопросы, которые следует учитывать при разработке семенного фонда плюрипотентных стволовых клеток для клинического применения: Международная инициатива по банку стволовых клеток (ISCBI). Regen Med.2015; 10 (2 доп.): 1–44.
26. Чен Х.И., Цай Ц.Д., Ван Х.Т., Хван С.М. Криопробирка с частичным мембранным уплотнением может предотвратить проникновение жидкого азота при хранении под водой. Криобиология. 2006 Октябрь; 53 (2): 283–7.
27. Вудс Э.Дж., Тирумала С.Рекомендации по упаковке для биоконсервации. Transfus Med Hemother. 2011. 38 (2): 149–56.
28. Вудс Э.Дж., Багчи А., Гебель В.С., Виливалам В.Д., Виливалам В.Д. Система контейнеров для коммерческого производства криоконсервированных продуктов клеточной терапии. Regen Med. Июль 2010 г.; 5 (4): 659–67.
29. Левинсон Ю., Эйлон Ю., Хейманн А. Зарецкий-Риц, Карнейли О. Элементы основы для интеллектуального масштабирования клеточной терапии. Bioprocess Int. 2015. Доступно по адресу: https://bioprocessintl.com/manufacturing/cell-therapies/foundation-elements-for-cell-therapy-manufacturing-smart-scaling/.
30. Усилители КДж, Джонс М, Бейкер Д., Мур HD. Криоконсервация in situ человеческих эмбриональных стволовых клеток в кассетах для культивирования с газопроницаемыми мембранами для обеспечения высокого выхода продукта после размораживания и надлежащей производственной практики. Криобиология. 2010 июн; 60 (3): 344–50.
31. Heidemann R, Lünse S, Tran D, Zhang C.Характеристика параметров банка клеток для криоконсервации линий клеток млекопитающих в криопакетах на 100 мл. Biotechnol Prog. Июль-август 2010 г .; 26 (4): 1154–63.
32. Spoerl S, Peter R, Wäscher D, Verbeek M, Menzel H, Peschel C и др. Многолетний опыт криоконсервации мобилизованных стволовых клеток периферической крови с использованием системы закрытых пакетов: технология с потенциалом для более широкого применения.Переливание. 2015 ноя; 55 (11): 2702–8.
33. Spoerl S, Peter R, Krackhardt AM. Криоконсервация в закрытых мешках как альтернатива чистым помещениям для стволовых клеток периферической крови. Adv Exp Med Biol. 2016; 951: 67–76.
34. Сарджент Б.Прямой посев биореакторов клетками СНО из пакетов с замороженными семенами, чтобы исключить непрерывные потоки семян и улучшить использование оборудования. Сообщение в блоге 2017 г. 24 января. Доступно по адресу: https://cellculturedish.com/direct-inoculum-of-bioreactors-with-cho-cells-from-frozen-seed-bags-to-eliminate-continual-seed-trains-and -улучшить-использование-объекта /.
35. Кулешова Л.Л., Тан ФК, Магалхаес М, Гук С.С., Ли К.Х., Доу Г.С.Эффективная криоконсервация нервных стволовых клеток и клеток-предшественников без сыворотки или белков путем витрификации. Трансплантация клеток. 2009. 18 (2): 135–44.
36. Нишигаки Т., Терамура Ю., Суэмори Х., Ивата Х. Криоконсервация эмбриональных стволовых клеток приматов с химически определенным раствором без Me2SO.Криобиология. 2010 Апрель; 60 (2): 159–64.
37. Kaindl J, Meiser I, Majer J, Sommer A, Krach F, Katsen-Globa A, et al. Увеличение масштаба криоконсервации hiPSCs и нейронных производных: двухцентровое исследование с использованием адгезивной витрификации. Стволовые клетки Transl Med. Март 2019; 8 (3): 247–59.
38. Эллиотт Г.Д., Ван С., Фуллер Б.Дж.Криопротекторы: обзор действия и применения криозащитных растворенных веществ, которые модулируют восстановление клеток при сверхнизких температурах. Криобиология. 2017 июн; 76: 74–91.
39. Hunt CJ, Armitage SE, Pegg DE. Криоконсервация пуповинной крови: 2. Толерантность клеток CD34 (+) к мультимолярному диметилсульфоксиду и влияние скорости охлаждения на восстановление после замораживания и оттаивания.Криобиология. 2003 февраль; 46 (1): 76–87.
40. Лучший БП. Токсичность криопротекторов: факты, проблемы и вопросы. Rejuvenation Res. 2015 Октябрь; 18 (5): 422–36.
41. Пал Р., Мамиди М.К., Дас А.К., Бхонде Р.Разнообразные эффекты диметилсульфоксида (ДМСО) на дифференцировочный потенциал эмбриональных стволовых клеток человека. Arch Toxicol. 2012 Апрель; 86 (4): 651–61.
42. Иватани М., Икегами К., Кременска Ю., Хаттори Н., Танака С., Яги С. и др. Диметилсульфоксид влияет на эпигенетический профиль эмбрионального тела мыши.Стволовые клетки. 2006 ноябрь; 24 (11): 2549–56.
43. Коике М., Ишино К., Коно Ю., Тачикава Т., Картасова Т., Куроки Т. и др. ДМСО вызывает апоптоз в кератиноцитах человека, трансформированных SV40, но не в нормальных кератиноцитах. Cancer Lett. 1996 ноя; 108 (2): 185–93.
44. Виндрам П., Моррис Т.С., Дрейк М.Б., Нидервизер Д., Рууту Т.; Подкомитет по осложнениям Рабочей группы EBMT по хроническому лейкозу.Вариации использования диметилсульфоксида при трансплантации стволовых клеток: обзор центров EBMT. Пересадка костного мозга. 2005 Октябрь; 36 (7): 601–3.
45. Икеда К., Ото Х., Окуяма Й., Ямада-Фудзивара М., Канамори Х., Фудзивара С.И. и др. Неблагоприятные события, связанные с инфузией продуктов гемопоэтических стволовых клеток: проспективное и многоцентровое надзорное исследование.Transfus Med Rev.2018 июн; 32 (3): 186–94.
46. Сарджент Б. Использование сыворотки животных в клинической трансляции чМСК. Сообщение в блоге, 2016 г., 18 февраля. Доступно по адресу: https://cellculturedish.com/the-use-of-animal-serum-in-the-clinical-translation-of-hmscs/.
47. Европейское агентство по лекарственным средствам.Руководство по использованию бычьей сыворотки в производстве биологических лекарственных препаратов для человека EMA / CHMP / BWP / 457920/2012, ред. 1. 2013 г. Доступно по адресу: https://www.ema.europa.eu/documents/scientific-guideline/ руководство-использование-бычья-сыворотка-производство-человеческие-биологические-лекарственные-продукты_en.pdf.
48. Агентство по контролю за продуктами и лекарствами.Руководство для обозревателей и спонсоров FDA. Содержание и обзор информации о химии, производстве и контроле (CMC) для новых исследовательских приложений (IND) для терапии соматических клеток человека. Доступно по адресу: https://www.fda.gov/biologicsbloodvaccines/guidancecomplianceregulatoryinformation/guidances/cellularandgenetherapy/default.htm.
49. Ван Ц., Сяо Р., Цао Ю.Л., Инь Х.Й.Оценка лизата тромбоцитов человека и диметилсульфоксида в качестве криопротекторов для криоконсервации стволовых клеток, полученных из жировой ткани человека. Biochem Biophys Res Commun. 2017 сентябрь; 491 (1): 198–203.
50. Бауст Дж. М., Корвин В., Снайдер К. К., Ван Бускерк Р., Бауст Дж. Г.. Криоконсервация: эволюция молекулярных стратегий.Adv Exp Med Biol. 2016; 951: 13–29.
51. Бауст Дж. Г., Снайдер К. К., Ван Бускерк Р., Бауст Дж. М.. Интеграция молекулярного контроля для улучшения результатов криоконсервации. Биопресерв Биобанк. 2017 Апрель; 15 (2): 134–41.
52. Франкс Ф.Свойства водных растворов при минусовых температурах. В: Франкс Ф, редактор. Вода компрессионный трактат. Том 7. Нью-Йорк, Лондон: Пленум Пресс; 1982. С. 215–338.
53. Моррис Г.Дж., Эктон Э. Контролируемое зародышеобразование льда при криоконсервации — обзор. Криобиология. 2013 Апрель; 66 (2): 85–92.
54. Лаутербек Л., Хофманн Н., Мюллер Т., Гласмахер Б. Активный контроль температуры нуклеации увеличивает выживаемость при замораживании мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Криобиология. 2015 декабрь; 71 (3): 384–90.
55. Nishiyama Y, Iwanami A, Kohyama J, Itakura G, Kawabata S, Sugai K, et al.Безопасный и эффективный метод криоконсервации индуцированных человеческими плюрипотентными стволовыми клетками нервных стволовых клеток и клеток-предшественников с помощью запрограммированного морозильника с магнитным полем. Neurosci Res. 2016 июн; 107: 20–9.
56. Ваук Б. Электрические и магнитные поля в криоконсервации. Криобиология.2012 июн; 64 (3): 301–3.
57. Кобаяши А, Голаш Х.Н., Киршвинк Я. Первая проверка гипотезы о гетерогенном зародышеобразовании кристаллов льда на основе биогенного магнетита в условиях криоконсервации. Криобиология. 2016 июн; 72 (3): 216–24.
58. Асгар В., Эль-Ассаль Р., Шафи Х., Анчан Р.М., Демирчи Ю.Консервация человеческих клеток для регенеративной, репродуктивной и трансфузионной медицины. Biotechnol J. Июль 2014; 9 (7): 895–903.
59. Massie I, Selden C, Hodgson H, Fuller B. Температуры хранения для доставки холодовой цепи в клеточной терапии: исследование сфероидов клеток печени, инкапсулированных в альгинат, которые хранятся при -80 ° C или -170 ° C в течение до 1 года.Tissue Eng Часть C Методы. 2013 Март; 19 (3): 189–95.
60. Brockbank KG, Carpenter JF, Dawson PE. Влияние температуры хранения на жизнеспособные биопротезы клапанов сердца. Криобиология. 1992 Октябрь; 29 (5): 537–42.
61. Ян Дж., Диаз Н., Адельсбергер Дж., Чжоу Х, Стивенс Р., Руперт А. и др.Влияние температуры хранения на экспрессию гена PBMC. BMC Immunol. 2016 Март; 17 (1): 6.
62. Sputtek A, Nowicki B, Rowe A, Kuehnl P. Долгосрочная криоконсервация клеток-предшественников периферической крови человека: влияние температуры хранения (-80C vs

Авторские права: Все права защищены.Никакая часть данной публикации не может быть переведена на другие языки, воспроизведена или использована в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотокопирование, запись, микрокопирование, или с помощью какой-либо системы хранения и поиска информации, без письменного разрешения издателя. .
Дозировка лекарств: авторы и издатель приложили все усилия, чтобы гарантировать, что выбор и дозировка лекарств, указанные в этом тексте, соответствуют текущим рекомендациям и практике на момент публикации.Тем не менее, ввиду продолжающихся исследований, изменений в правительственных постановлениях и постоянного потока информации, касающейся лекарственной терапии и реакций на них, читателю настоятельно рекомендуется проверять листок-вкладыш для каждого препарата на предмет любых изменений показаний и дозировки, а также дополнительных предупреждений. и меры предосторожности. Это особенно важно, когда рекомендованным агентом является новый и / или редко применяемый препарат.